KR101317213B1 - Dead battery start up control circuit for railway car - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로는 포텐셜 트랜스포머를 통해 감압되어 공급되는 교류 가선전원을 직류 동작전원으로 변환하는 교류직류변환기, 상기 교류직류변환기가 공급하는 직류 동작전원에 따라 내부에 구비된 코일로 흐르는 전류에 의해 자기화(磁氣化, magnetization)되는 제1 계전기, 노멀 오픈(normal open) 상태를 유지하다가 상기 제1 계전기가 자기화되는 경우 클로즈(close) 상태로 전환되는 제1 계전기의 접점, 클로즈 상태로 전환된 상기 제1 계전기의 접점을 매개로 배터리로부터 저전압을 인가받아 초기 기동되는 주 회로차단기 및 상기 교류직류변환기와 상기 주 회로차단기 사이에 설치되어 있으며, 사용자에 의한 조작에 의해 내부에 구비된 접점들의 개폐동작에 따라 상기 주 회로차단기로 인가되는 저전압을 초기화하고 상기 직류 동작전원을 상기 주 회로차단기로 직접 공급하기 위한 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 배터리가 완전 방전 상태에서 차량의 비상 기동을 안정적으로 구현함과 동시에 차량 비상 기동 직후 방전된 배터리 충전함으로써, 조속한 영업운전 투입 지원을 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a dead battery start-up control circuit for railway vehicles.
The dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to the present invention is provided in accordance with an AC DC converter for converting AC wire power supplied under reduced pressure through a potential transformer into a DC operating power, and a DC operating power supplied by the AC DC converter. A first relay magnetized by a current flowing through the coil, and a first relay maintained in a normal open state and then switched to a closed state when the first relay is magnetized It is installed between the main circuit breaker and the AC DC converter and the main circuit breaker which are initially started by receiving a low voltage from the battery through the contact point of the relay and the contact point of the first relay switched to the closed state. Initializes the low voltage applied to the main circuit breaker according to the opening and closing operation of the contacts provided therein by And it is configured to include a dead battery startup push button for directly supplied to the DC operating power to the main circuit breaker.
According to the present invention, it is possible to stably implement the emergency start of the vehicle in a fully discharged state of the vehicle and to charge the discharged battery immediately after the emergency start of the vehicle, thereby providing support for prompt operation operation.

Description

철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로{DEAD BATTERY START UP CONTROL CIRCUIT FOR RAILWAY CAR}DEAD BATTERY START UP CONTROL CIRCUIT FOR RAILWAY CAR}

본 발명은 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철도차량의 배터리가 완전 방전 상태에서 차량의 비상 기동을 안정적으로 구현함과 동시에 차량 비상 기동 직후 방전된 배터리를 충전함으로써, 조속한 영업운전 투입 지원을 할 수 있도록 하는 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a dead battery start-up control circuit for railway vehicles. More specifically, the present invention is for the railroad vehicle to enable the stable operation of the emergency start of the vehicle in the fully discharged state of the vehicle and at the same time charging the discharged battery immediately after the emergency start of the vehicle, to support the rapid operation operation input It relates to a dead battery start-up control circuit.

일반적으로 철도차량의 설계 사양 상에서 영업 운전을 마친 철도차량을 주박(Yard Parking)할 경우, 레이오버 모드(Layover mode)로 전환시키도록 요구한다.In general, the railroad vehicle is required to be switched to layover mode when the yard is parked on a railroad car that has been in operation.

레이오버 모드는 판토그래프 상승, 주 회로차단기 투입, 주 변압기 기동, 냉각계열 장치 미 기동, 보조전원장치의 저전압 공급기(Low Voltage Power Supply, LVPS) 기동, 보조전원장치의 AC 출력단 미 기동의 상태로 요약될 수 있다.The layover mode is a state in which the pantograph rises, the main circuit breaker is turned on, the main transformer is started, the cooling relay is not started, the low voltage power supply (LVPS) of the auxiliary power supply is started, and the AC output terminal of the auxiliary power supply is not started. Can be summarized.

이러한 레이오버 모드를 통해, 지속적인 배터리 부동충전 및 동절기 실내 히터 일부를 동작시킴으로써 배터리를 방전으로부터 보호하고, 그와 동시에 동절기 실내 객실의 온도를 적정하게 유지하도록 하고 있다.This layover mode ensures that the battery is protected from discharge by continually charging the battery and operating some of the winter indoor heaters, while at the same time maintaining the temperature of the indoor cabin in winter.

그러나 상황에 따라 철도차량을 레이오버 모드가 아닌 셧다운 모드(Shut Down mode)로 주박할 경우나 철도차량이 이와 유사한 환경에 노출될 경우, 배터리에 연결된 비상부하의 지속적인 전력소비로 인하여 자연히 배터리는 충전없이 방전만 지속하게 되어 결국은 완전 방전 상태에 이르게 되어 비상 기동을 실시해야 하는 상황이 처하게 된다. 셧다운 모드(Shut Down mode)는 판토그래프 하강, 주 회로차단기 개방, 주 변압기 미 기동, 보조전원장치 미 기동의 상태로 요약될 수 있다.However, depending on the situation, when the railway vehicle is shut down in shutdown mode instead of in layover mode or when the railway vehicle is exposed to a similar environment, the battery naturally charges due to the continuous power consumption of emergency load connected to the battery. Discharge only continues and eventually leads to a complete discharge state, requiring an emergency start. Shutdown mode can be summarized as the status of the pantograph down, the main circuit breaker open, the main transformer not starting, and the auxiliary power supply not starting.

이하에서는 도 1과 도 2를 참조하여, 차량 비상 기동 시퀀스를 살펴보면서 완전 방전된 배터리로 인해 발생하는 문제점에 대하여 설명한다.Hereinafter, referring to FIGS. 1 and 2, a problem caused by a fully discharged battery will be described with reference to a vehicle emergency start sequence.

도 1 및 도 2는 종래의 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining the operation of the conventional dead battery start-up control circuit for railway vehicles.

도 1과 도 2를 참조하면, 배터리 완전 방전 상태에서 차량 비상 기동을 위하여, 먼저, 작업자가 수동 핸드 펌프를 사용하여 주 회로차단기(VCB) 내부의 공기탱크에 공기압 약 4.5bar를 축적시킨다. 이어서 공기탱크의 공기압이 약 4.6bar를 넘어서면 판토그래프가 자동 상승한다. 판토그래프가 상승하면, 포텐셜 트랜스포머(Potential Transformer, PT)가 가선전압을 검지하고 이를 감압 변환하여 교류직류변환기(ADC)로 공급하고, 교류직류변환기(ADC)는 이를 DC 36V로 변환하여 출력한다. 계전기 CVDR은 이 DC 36V를 공급받아 여자되고, 계전기 CVDR의 접점이 클로즈되어 배터리 전압(B+)이 주 회로차단기(VCB)의 내부 코일로 인가된다. 이후 작업자는 DBSPB(Dead Battery Start Push Button) 눌러 교류직류변환기(ADC)의 출력단 전압 즉, DC 36V를 주 회로차단기(VCB)의 내부 코일로 재인가하여 주 회로차단기(VCB)를 동작시킨다.1 and 2, for the emergency start of the vehicle in the battery discharge state, first, the operator accumulates about 4.5 bar of air pressure in the air tank inside the main circuit breaker (VCB) using a manual hand pump. The pantograph then automatically rises when the air pressure in the air tank exceeds about 4.6 bar. When the pantograph rises, a potential transformer (PT) detects the line voltage, converts it under reduced pressure, and supplies it to an AC DC converter, which converts it to a DC 36V and outputs the DC voltage. Relay CVDR is supplied with this DC 36V, and the contact of relay CVDR is closed, and battery voltage B + is applied to the internal coil of main circuit breaker VCB. Then, the operator presses the dead battery start push button (DBSPB) to reapply the output terminal voltage of the AC converter, that is, DC 36V to the internal coil of the main circuit breaker VCB to operate the main circuit breaker VCB.

그러나 이러한 종래의 방식에 따르면, 차량 비상 기동 시퀀스 상에서, 배터리 전압(B+)는 완전 방전된 배터리 전압에 해당되며 이로 인해 발생되는 문제점으로서, 주 회로차단기(VCB) 단품 내부 제어회로 논리상, 정격동작전압 범위에 미치지 못하는 저전압이 인가되면 주 회로차단기(VCB) 투입 코일이 여자되지 않을 뿐만 아니라, 인가되고 있는 저전압을 제거하고 다시 정격동작전압을 인가하지 않으면 주 회로차단기의 투입이 불가능하다는 문제점이 있다.However, according to this conventional method, in a vehicle emergency start sequence, the battery voltage B + corresponds to a fully discharged battery voltage and is a problem caused by this. In accordance with the logic of the main circuit breaker (VCB) unit internal control circuit, rated operation When a low voltage that falls below the voltage range is applied, the main circuit breaker (VCB) input coil is not energized, and the main circuit breaker cannot be inserted unless the low voltage is applied and the rated operating voltage is applied again. .

본 발명은 철도차량의 배터리가 완전 방전 상태에서 차량의 비상 기동을 안정적으로 구현함과 동시에 차량 비상 기동 직후 방전된 배터리 충전함으로써, 조속한 영업운전 투입 지원을 할 수 있도록 하는 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.According to the present invention, a dead battery start-up control for railway vehicles is provided so that emergency operation of the vehicle can be stably implemented while the battery of the railway vehicle is fully discharged, and the discharged battery is charged immediately after the vehicle is started. It is a technical problem to provide a circuit.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로는 포텐셜 트랜스포머를 통해 감압되어 공급되는 교류 가선전원을 직류 동작전원으로 변환하는 교류직류변환기, 상기 교류직류변환기가 공급하는 직류 동작전원에 따라 내부에 구비된 코일로 흐르는 전류에 의해 자기화(磁氣化, magnetization)되는 제1 계전기, 노멀 오픈(normal open) 상태를 유지하다가 상기 제1 계전기가 자기화되는 경우 클로즈(close) 상태로 전환되는 제1 계전기의 접점, 클로즈 상태로 전환된 상기 제1 계전기의 접점을 매개로 배터리로부터 저전압을 인가받아 초기 기동되는 주 회로차단기 및 상기 교류직류변환기와 상기 주 회로차단기 사이에 설치되어 있으며, 사용자에 의한 조작에 의해 내부에 구비된 접점들의 개폐동작에 따라 상기 주 회로차단기로 인가되는 저전압을 초기화하고 상기 직류 동작전원을 상기 주 회로차단기로 직접 공급하기 위한 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼을 포함하여 구성된다.The dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to the present invention for solving this problem is an AC DC converter for converting AC wire power supplied by depressurization through a potential transformer into a DC operating power, and a DC operation supplied by the AC DC converter. The first relay magnetized by a current flowing through a coil provided therein according to a power source, and when the first relay is magnetized while maintaining a normal open state, the first relay is closed. It is installed between the main circuit breaker and the AC DC converter and the main circuit breaker which are initially started by applying a low voltage from a battery through the contacts of the first relay switched to the state and the contact of the first relay switched to the closed state. The main circuit is blocked according to opening and closing operations of contacts provided therein by a user's operation. And a dead battery startup push button for initializing a low voltage applied to the device and directly supplying the DC operating power to the main circuit breaker.

본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 있어서, 상기 제1 계전기의 접점과 상기 주 회로차단기 사이에 설치되어 있으며, 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작에 의해 오픈 상태로 전환되어 상기 주 회로차단기에 인가되고 있는 저전압을 초기화하기 위한 주 회로차단기 초기화용 접점을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the dead battery start-up control circuit for railway vehicles according to the present invention, it is provided between the contact of the first relay and the main circuit breaker, while maintaining the normal close state by pressing the dead battery start-up push button The apparatus may further include a main circuit breaker initialization contact for initializing a low voltage applied to the main circuit breaker by being switched to an open state.

본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 있어서, 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작에 의해 오픈 상태로 전환되어 보조전원장치가 레이오버 모드(layover mode)에서 런 모드(run mode)로 전환되도록 제어하는 보조전원장치 동작 제어용 접점을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to the present invention, while maintaining the normal closed state is switched to the open state by pressing the dead battery start-up push button, the auxiliary power supply in the layover mode (layover mode) The auxiliary power supply may further include a contact for controlling the operation of the auxiliary power supply to control to switch to the run mode.

본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 있어서, 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작은 미리 설정된 시간 동안 지속되고, 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작이 지속되는 동안 상기 보조전원장치가 상기 런 모드에서 출력하는 출력전류는 상기 레이오버 모드에서의 출력전류보다 큰 것을 특징으로 한다.In the dead battery startup control circuit for a railway vehicle according to the present invention, the pressing operation of the dead battery startup push button is continued for a predetermined time, the auxiliary power supply while the pressing operation of the dead battery startup push button is continued. The output current output by the device in the run mode is greater than the output current in the layover mode.

본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 있어서, 상기 주 회로차단기는 1차적으로 상기 제1 계전기의 접점과 상기 주 회로차단기 초기화용 접점을 통해 배터리로부터 전원을 공급받아 초기 기동되고, 2차적으로 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작에 의해 상기 교류직류변환기로부터 전원을 공급받고, 3차적으로 주 회로차단기의 접점을 통해 배터리로부터 전원을 공급받아 자기 유지되는 것을 특징으로 한다.In the dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to the present invention, the main circuit breaker is initially activated by receiving power from a battery through the contact of the first relay and the main circuit breaker initialization contact, 2 Secondly, power is supplied from the AC DC converter by pressing the dead battery start-up push button, and thirdly, power is supplied from the battery through a contact point of the main circuit breaker to be self-maintained.

본 발명에 따른 철도차량에는 본 발명에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The railway vehicle according to the invention is characterized in that the dead battery start-up control circuit for the railway vehicle according to the invention is installed.

본 발명에 따르면, 철도차량의 배터리가 완전 방전 상태에서 차량의 비상 기동을 안정적으로 구현함과 동시에 차량 비상 기동 직후 방전된 배터리 충전함으로써, 조속한 영업운전 투입 지원을 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to stably implement the emergency start of the vehicle in a fully discharged state of the vehicle and to charge the discharged battery immediately after the emergency start of the vehicle, thereby providing support for prompt operation operation.

도 1 및 도 2는 종래의 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining the operation of the conventional dead battery start-up control circuit for railway vehicles.
3 is a view showing a dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are views for explaining the operation of the dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로는 교류직류변환기(ADC), 제1 계전기(CVDR), 제1 계전기의 접점(CVDRa), 주 회로차단기(VCB), 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A), 주 회로차단기 초기화용 접점(D4) 및 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, a dead battery startup control circuit for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention may include an AC DC converter, a first relay CVDR, a contact of a first relay CVDRa, and a main circuit breaker. VCB), dead battery start-up push button (DBSPB_A), main circuit breaker initialization contact point (D4) and auxiliary power supply operation control contact point (D3).

교류직류변환기(ADC)는 포텐셜 트랜스포머(potential transformer, PT)를 통해 감압되어 공급되는 교류 가선전원을 직류 동작전원으로 변환하여 공급하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 교류직류변환기(ADC)가 공급하는 직류 동작전원은 DC 36V일 수 있다.The AC DC converter converts and supplies AC wire power supplied under reduced pressure through a potential transformer to a DC operating power. For example, the DC operating power supplied by the AC DC converter may be DC 36V.

제1 계전기(CVDR)는 상기 교류직류변환기(ADC)의 출력단에 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)과는 분기되게 연결되어 교류직류변환기(ADC)가 공급하는 직류 동작전원에 따라 내부에 구비된 코일로 흐르는 전류에 의해 자기화(磁氣化, magnetization) 즉, 여자(勵磁)된다. The first relay CVDR is branched from the dead battery startup push button DBSPB_A to the output terminal of the AC DC converter, and is provided therein according to a DC operating power supplied by the AC DC converter. Magnetization, that is, excitation, is caused by the current flowing through the coil.

제1 계전기의 접점(CVDRa)은 배터리와 주 회로차단기(VCB) 사이에 설치되어 있다. 이러한 제1 계전기의 접점(CVDRa)은 노멀 오픈(normal open) 상태를 유지하다가 제1 계전기(CVDR)가 자기화되는 경우 클로즈(close) 상태로 전환된다.The contact CVDRa of the first relay is provided between the battery and the main circuit breaker VCC. The contact CVDRa of the first relay maintains a normal open state, and then switches to a closed state when the first relay CVDR is magnetized.

주 회로차단기(VCB)는 일단은 상기 제1 계전기의 접점(CVDRa) 타단과 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 일 출력단에 공통 연결되고 타단은 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 다른 출력단에 연결되어, 클로즈 상태로 전환된 제1 계전기의 접점(CVDRa)을 매개로 배터리로부터 저전압을 인가받아 초기 기동된다. 이러한 주 회로차단기(VCB)의 동작은 이후 상세히 설명한다.The main circuit breaker VCC is commonly connected to the other end of the contact CVDRa of the first relay and one output terminal of the dead battery startup push button DBSPB_A, and the other end thereof to the other end of the dead battery startup push button DBSPB_A. It is connected to the output terminal and is initially started by receiving a low voltage from the battery via the contact point CVDRa of the first relay which is switched to the closed state. The operation of this main circuit breaker (VCB) will be described in detail later.

데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)은 입력단이 상기 교류직류변환기(ADC)의 출력단과 제1 계전기(CVDR)에 공통 연결되고 출력단이 상기 주 회로차단기(VCB)에 연결되어 교류직류변환기(ADC)와 주 회로차단기(VCB) 사이에 설치되어 있으며, 사용자에 의한 조작에 의해 내부에 구비된 접점들의 개폐동작에 따라 주 회로차단기(VCB)로 인가되는 배터리의 저전압을 초기화하고 교류직류변환기(ADC)가 출력하는 직류 동작전원을 주 회로차단기(VCB)로 직접 공급하기 위한 기능을 수행한다.The dead battery start-up push button DBSPB_A has an input terminal commonly connected to the output terminal of the AC DC converter and the first relay CVDR, and the output terminal of the dead battery startup push button DBSPB_A is connected to the main circuit breaker VCC. And the main circuit breaker (VCB), and initializes the low voltage of the battery applied to the main circuit breaker (VCB) according to the opening and closing operation of the contacts provided therein by a user's operation, and converts the AC DC converter. Performs a function to directly supply the DC operating power output by the main circuit breaker (VCB).

이러한 기능 수행을 위하여 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)은 내부에 제1 접점(D1), 제2 접점(D2), 제3 접점(D3) 및 제4 접점(D4)을 구비한다. 제1 접점(D1)과 제2 접점(D2)은 직류 동작전원을 교류직류변환기(ADC)로부터 주 회로차단기(VCB)로 공급하기 위한 접점들이고, 제3 접점(D3)은 후술하는 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)이고, 제4 접점(D4)은 주 회로차단기 초기화용 접점(D4)이다.In order to perform this function, the dead battery startup push button DBSPB_A includes a first contact point D1, a second contact point D2, a third contact point D3, and a fourth contact point D4. The first contact point D1 and the second contact point D2 are contacts for supplying a DC operation power supply from the AC DC converter ADC to the main circuit breaker VCC, and the third contact point D3 is an auxiliary power supply described later. The operation control contact point D3 and the fourth contact point D4 are the main circuit breaker initialization contact point D4.

제4 접점(D4) 즉, 주 회로차단기 초기화용 접점(D4)은 제1 계전기의 접점(CVDRa)과 주 회로차단기(VCB) 사이에 설치되어 있으며, 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작에 의해 오픈 상태로 전환되어 주 회로차단기(VCB)에 인가되고 있는 배터리 저전압을 초기화하는 기능을 수행한다.The fourth contact D4, that is, the contact for initializing the main circuit breaker D4 is provided between the contact CVDRa and the main circuit breaker VCC of the first relay, and maintains a normal close state before pushing dead battery startup. It is switched to the open state by pressing the button DBSPB_A and initializes the battery low voltage applied to the main circuit breaker VCB.

제3 접점(D3) 즉, 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)은 가선전원에 주변압기(MTr)를 통해 연결되는 보조전원장치(APU)에 연결되어 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작에 의해 오픈 상태로 전환되어 보조전원장치(APU)가 레이오버 모드(layover mode)에서 런 모드(run mode)로 전환되도록 제어하는 기능을 수행한다.The third contact D3, that is, the auxiliary power supply operation control contact D3 is connected to the auxiliary power supply APU, which is connected to the household power supply through the peripheral pressure transformer MTr, maintains a normal closed state, and then pushes a dead battery startup. It is switched to the open state by pressing the button DBSPB_A and performs a function of controlling the auxiliary power supply APU to be switched from the layover mode to the run mode.

예를 들어, 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작은 미리 설정된 시간 동안 지속되고, 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작이 지속되는 동안 보조전원장치(APU)가 런 모드에서 출력하는 출력전류는 레이오버 모드에서의 출력전류보다 크도록 구성될 수 있다.
상기 보조전원장치(APU)는 가선전원의 고압교류전원을 철도차량에 필요한 저압교류전원으로 변환하는 주변압기(MTr)를 통해 전원을 공급받는다.For example, the pressing operation of the dead battery startup push button (DBSPB_A) lasts for a preset time, and the auxiliary power supply (APU) is in the run mode while the pressing operation of the dead battery startup push button (DBSPB_A) continues. The output current to output may be configured to be greater than the output current in the layover mode.
The auxiliary power supply unit (APU) is supplied with power through a peripheral pressure transformer (MTr) for converting the high-voltage AC power of the wire power source to the low-voltage AC power required for the railway vehicle.

또한 예를 들어, 주 회로차단기(VCB)는 1) 1차적으로 제1 계전기의 접점(CVDRa)과 주 회로차단기 초기화용 접점(D4)을 통해 배터리로부터 전원을 공급받아 초기 기동되고, 2) 2차적으로 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작에 의해 교류직류변환기(ADC)로부터 전원을 공급받고, 3) 3차적으로 주 회로차단기의 접점(VCBa)을 통해 배터리로부터 전원을 공급받아 자기 유지되도록 구성될 수 있다.Also, for example, the main circuit breaker (VCB) 1) is initially started by receiving power from the battery through the contact point CVDRa and the main circuit breaker initialization contact D4 of the first relay. Secondly, power is supplied from AC converter by pressing dead battery start-up push button (DBSPB_A). 3) Thirdly, power is supplied from battery through contact point (VCBa) of main circuit breaker. It can be configured to be maintained.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 배터리가 완전 방전된 상태에서 차량 비상 기동을 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로의 구체적인 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed operation of a dead battery start-up control circuit for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention for emergency starting of a vehicle in a state where the battery is completely discharged will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

먼저 도 4를 참조하면, 먼저 작업자가 수동 핸드 펌프를 사용하여 주 회로차단기(VCB) 내부의 공기탱크에 공기압을 상승시킨다. 이 압력이 예를 들어, 4.6bar 이상이 되면 판토그래프(pantograph)가 상승하여 교류 가선전압이 공급된다.First, referring to FIG. 4, a worker first raises air pressure to an air tank inside a main circuit breaker (VCB) using a manual hand pump. When this pressure becomes 4.6 bar or more, for example, the pantograph rises to supply the AC line voltage.

이 교류 가선전압은 포텐셜 트랜스포머(PT)를 통해 감압된 후 교류직류변환기(ADC)로 공급되어 DC 36V의 직류 동작전압으로 변환된다.The AC line voltage is decompressed through a potential transformer (PT) and then supplied to an AC DC converter to convert a DC operating voltage of DC 36V.

다음으로, 제1 계전기(CVDR)는 교류직류변환기(ADC)가 공급하는 직류 동작전원에 따른 전류에 의해 자기화(磁氣化, magnetization) 즉, 여자(勵磁)된다. Next, the first relay CVDR is magnetized, i.e., excited by a current according to a DC operating power supplied by the AC DC converter ADC.

제1 계전기의 접점(CVDRa)은 노멀 오픈(normal open) 상태를 유지하다가, 제1 계전기(CVDR)가 자기화 즉, 여자되는 경우 클로즈(close) 상태로 전환된다.The contact CVDRa of the first relay maintains a normal open state, and then switches to a closed state when the first relay CVDR is magnetized, that is, excited.

제1 계전기의 접점(CVDRa)이 클로즈 상태로 전환되면, 배터리 - 제1 계전기의 접점(CVDRa) - 주 회로차단기 초기화용 접점(D4) - 주 회로차단기(VCB)로 구성되는 전류 루프가 생성되어, 주 회로차단기(VCB)가 초기 기동된다. 주 회로차단기(VCB)의 초기 기동은 주 회로차단기(VCB)의 내부에 구비된 코일로 방전된 상태의 배터리의 저전압이 공급되는 상태이다. 그러나 주 회로차단기(VCB)는 내부 회로 논리상 정격 동작전원이하의 전원이 공급되는 경우 정상적으로 동작하지 않는 특성을 갖는다. 따라서 본 실시 예에서는 주 회로차단기 초기화용 접점(D4)을 이용하여 도 5를 통해 설명하는 바와 같은 주 회로차단기 초기화 과정을 수행한다.When the contact CVDRa of the first relay is switched to a closed state, a current loop is generated, which includes a battery-a contact of the first relay CVDRa-a contact for initializing the main circuit breaker D4-a main circuit breaker VCC. , The main circuit breaker (VCB) is initially activated. The initial startup of the main circuit breaker VCC is a state in which the low voltage of the battery in a discharged state is supplied to the coil provided inside the main circuit breaker VCC. However, the main circuit breaker VCB has a characteristic in that it does not operate normally when a power supply below a rated operating power is supplied due to internal circuit logic. Therefore, in the present exemplary embodiment, the main circuit breaker initialization process as described with reference to FIG. 5 is performed using the main circuit breaker initialization contact D4.

다음으로 도 5와 도 6을 참조하면, 작업자가 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)을 누르는 과정을 수행한다. 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)은 작업자가 누르는 동작을 해제하면 원위치로 복귀하는 특성을 갖는다.Next, referring to FIGS. 5 and 6, a worker presses the dead battery startup push button DBSPB_A. The dead battery startup push button DBSPB_A has a characteristic of returning to the original position when the operator releases the pressing operation.

앞서 설명한 바와 같이 이러한 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)은 내부에 4개의 접점을 구비하고 있으며, 그 접점들 중에서 주 회로차단기 초기화용 접점(D4)은 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)을 누르는 경우 오픈 상태로 전환된다.As described above, the dead battery startup push button (DBSPB_A) has four contacts therein, and among the contacts, the main circuit breaker initialization contact point (D4) maintains a normal closed state, and then dead battery startup push button. When the button (DBSPB_A) is pressed, it is opened.

주 회로차단기 초기화용 접점(D4)이 오픈 상태로 전환되면 배터리로부터 주 회로차단기(VCB)로의 저전압의 공급이 차단되어 주 회로차단기(VCB)가 초기화된다. 또한, 제1 접점(D1)과 제2 접점(D2)을 통해 DC 36V의 직류 동작전원이 교류직류변환기(ADC)로부터 주 회로차단기(VCB)로 직접 공급된다. 즉, 주 회로차단기(VCB)는 내부의 코일로 인가되고 있던 배터리의 저전압이 초기화 과정을 통해 제거된 상태에서 정격 동작전압인 DC 36V의 직류 동작전원을 공급받기 때문에 동작 오류없이 안정적으로 동작하게 된다.When the main circuit breaker initialization contact point D4 is switched to the open state, the supply of the low voltage from the battery to the main circuit breaker VCC is cut off, and the main circuit breaker VCC is initialized. In addition, a DC operating voltage of 36 V DC is directly supplied from the AC converter DC to the main circuit breaker VBC through the first contact D1 and the second contact D2. That is, the main circuit breaker (VCB) operates stably without an operation error because the DC circuit is supplied with a rated operating voltage of DC 36V while the low voltage of the battery applied to the internal coil is removed through the initialization process. .

한편, 작업자에 의해 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작이 일전 시간동안 수행되면, 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)이 클로즈 상태에서 오픈 상태로 전환되며, 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)의 개폐에 따른 전류는 보조전원장치(APU)로 입력되어 보조전원장치(APU)의 동작모드를 제어하는 신호로 이용된다.On the other hand, if the pressing operation of the dead battery start-up push button (DBSPB_A) by the operator for the previous time, the auxiliary power supply operation control contact (D3) is switched from the closed state to the open state, the auxiliary power supply operation control contact ( The current according to the opening and closing of D3) is input to the auxiliary power supply (APU) and used as a signal for controlling the operation mode of the auxiliary power supply (APU).

즉, 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)이 오픈 상태인 경우 보조전원장치(APU)는 예를 들어, 45A의 전류를 배터리로 출력하는 레이오버 모드(layover mode)로 동작하고, 보조전원장치 동작 제어용 접점(D3)이 클로즈 상태인 경우 보조전원장치(APU)는 예를 들어, 267A의 전류를 배터리로 출력하는 런 모드(run mode)로 동작한다.That is, when the auxiliary power supply operation control contact point D3 is in an open state, the auxiliary power supply APU operates, for example, in a layover mode for outputting a current of 45 A to the battery. When the control contact D3 is in the closed state, the auxiliary power supply APU operates in a run mode for outputting, for example, a current of 267A to the battery.

이와 같이, 방전된 배터리 충전 및 조속한 영업운전 투입 지원을 위한 보완책으로서, 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 조작 신호를 보조전원장치(APU)에도 입력시켜 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)을 조작하는 동안 예를 들어, 30초 동안은 출력전류를 45A로 관리하는 모드인 레이오버 모드 대신 출력전류를 267A로 관리하는 모드인 런 모드로 강제 인식시킴으로써 방전된 배터리의 충전전류를 충당할 수 있도록 지원할 수 있다. 약 30초 경과 이후에는 배터리 셀 전압 및 단자 전압이 안정화에 이르게 되고 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼(DBSPB_A)의 누름 동작을 해제해도 안정화된 배터리 전압으로 인하여 주 회로차단기(VCB) 투입 과정에서 자기유지 회로의 안정화에 따라 주 회로차단기(VCB) 트립(trip) 현상은 발생하지 않는다. 트립 현상은 정격 동작전압에 미치지 못하는 전압이 공급되는 경우 소자가 정상적으로 동작하지 않는 현상이다.
As a countermeasure for charging the discharged battery and supporting the fast operation operation, the operation signal of the dead battery startup push button DBSPB_A is also input to the auxiliary power supply unit APU so that the dead battery startup push button DBSPB_A is input. During operation, for example, it is possible to cover the charged current of the discharged battery by forcibly recognizing it as the run mode which manages the output current at 267A instead of the layover mode which manages the output current at 45A for 30 seconds. Can support After about 30 seconds, the battery cell voltage and terminal voltage stabilize, and the self-maintaining circuit during the main circuit breaker (VCB) input process is released due to the stabilized battery voltage even when the dead battery start-up push button (DBSPB_A) is released. According to the stabilization of the main circuit breaker (VCB) trip (trip) does not occur. The tripping phenomenon is a phenomenon in which the device does not operate normally when a voltage below the rated operating voltage is supplied.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철도차량의 배터리가 완전 방전 상태에서 차량의 비상 기동을 안정적으로 구현함과 동시에 차량 비상 기동 직후 방전된 배터리 충전함으로써, 조속한 영업운전 투입 지원을 할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, the battery of the railroad vehicle can stably implement the emergency start of the vehicle in a fully discharged state and at the same time, by charging the discharged battery immediately after the emergency start of the vehicle, it is possible to support the prompt operation operation. It works.

보다 구체적으로, 레이오버 모드(Layover mode)에서 부동충전방식을 통하여 지속적으로 충전되는 배터리 운영 조건 이외에, 차량 배터리의 방전이 발생하였을 경우에도 주 회로차단기 단품 자체 제어회로의 공용 설계사항을 그대로 유지한 채 차량 비상 기동이 가능하도록 함과 동시에 차량 비상 기동 이후 방전된 배터리 충전전류를 최대한 충당할 수 있는 효과가 있다.
More specifically, in addition to the battery operating condition that is continuously charged through the floating charging method in the layover mode, even when the vehicle battery is discharged, the common design of the main circuit breaker unit control circuit is maintained as it is. In addition, it is possible to make an emergency start of the vehicle and at the same time, to maximize the battery charging current discharged after the emergency start of the vehicle.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. In addition, it is obvious that any person skilled in the art may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

PT: 포텐셜 트랜스포머
ADC: 교류직류변환기
CVDR: 제1 계전기
CVDRa: 제1 계전기의 접점
VCB: 주 회로차단기
VCBa: 주 회로차단기의 접점
DBSPB_A: 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼
D3: 보조전원장치 동작 제어용 접점
D4: 주 회로차단기 초기화용 접점
APU: 보조전원장치PT: Potential Transformer
ADC: AC DC Converter
CVDR: first relay
CVDRa: contact of the first relay
VCB: main circuit breaker
VCBa: main circuit breaker contacts
DBSPB_A: Dead Battery Startup Push Button
D3: Contact point for operation of auxiliary power supply
D4: Main circuit breaker initialization contact
APU: Auxiliary Power Supply

Claims (6)

철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로에 있어서,
포텐셜 트랜스포머(potential transformer)를 통해 감압되어 공급되는 교류 가선전원을 직류 동작전원으로 변환하는 교류직류변환기;
상기 교류직류변환기의 출력단에 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼과는 분기되게 연결되어 교류직류변환기가 공급하는 직류 동작전원에 따라 내부에 구비된 코일로 흐르는 전류에 의해 자기화(磁氣化, magnetization)되는 제1 계전기;
일단은 배터리에 연결되고 타단은 주 회로차단기에 연결되어 노멀 오픈(normal open) 상태를 유지하다가 상기 제1 계전기가 자기화되는 경우 클로즈(close) 상태로 전환되는 제1 계전기의 접점;
일단은 상기 제1 계전기의 접점 타단과 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 일 출력단에 공통 연결되고 타단은 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 다른 출력단에 연결되어 클로즈 상태로 전환된 상기 제1 계전기의 접점을 매개로 배터리로부터 저전압을 1차 인가받아, 내부에 구비된 코일로 방전된 상태의 배터리의 저전압이 공급되는(이하 '초기 기동') 주 회로차단기; 및
입력단이 상기 교류직류변환기의 출력단과 제1 계전기에 공통 연결되고 출력단이 상기 주 회로차단기에 연결되어 교류직류변환기와 주 회로차단기 사이에 설치되며, 사용자에 의한 조작에 의해 내부에 구비된 접점들의 개폐동작에 따라 상기 주 회로차단기로 1차 인가되는 배터리의 저전압을 차단하는 초기화를 수행하고 상기 직류 동작전원을 상기 주 회로차단기로 2차로 직접 공급하기 위한 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼;
상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼에 구비된 하나의 접점으로서 상기 제1 계전기의 접점과 상기 주 회로차단기 사이에 설치되어 있으며, 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작에 의해 오픈 상태로 전환되어 상기 주 회로차단기에 인가되고 있는 저전압을 차단하는 초기화를 수행하기 위한 주 회로차단기 초기화용 접점을 포함하는, 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로.In the dead battery start-up control circuit for railway vehicles,
An AC DC converter for converting AC line power supplied under reduced pressure through a potential transformer into DC operation power;
It is branched to the dead battery start-up push button at the output terminal of the AC DC converter and magnetized by a current flowing to a coil provided therein according to the DC operation power supplied by the AC DC converter. A first relay;
A contact of the first relay connected to the battery at one end and connected to the main circuit breaker to maintain a normal open state, and to be switched to a closed state when the first relay is magnetized;
One end is commonly connected to the other end of the contact point of the first relay and the dead battery startup push button, and the other end is connected to the other output end of the dead battery startup push button, and the contact point of the first relay switched to the closed state is A main circuit breaker supplied with a low voltage from the battery as a primary and supplied with a low voltage of the battery in a state of being discharged by a coil provided therein (hereinafter, 'initial start'); And
An input terminal is commonly connected to an output terminal of the AC DC converter and a first relay, and an output terminal is connected to the main circuit breaker, which is installed between the AC DC converter and the main circuit breaker, and opens and closes contacts provided therein by a user. A dead battery startup push button configured to perform an initialization to cut off a low voltage of a battery applied primarily to the main circuit breaker according to an operation, and to directly supply the DC operation power to the main circuit breaker secondary;
One contact is provided in the dead battery start-up push button is provided between the contact of the first relay and the main circuit breaker, while maintaining the normal close state, and is opened by pressing the dead battery start-up push button And a main circuit breaker initialization contact for performing an initialization to be switched to a state to block a low voltage applied to the main circuit breaker. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼에 구비된 하나의 접점으로서 주변압기를 통해 가선전원을 변환하여 공급받는 보조전원장치에 연결되어, 노멀 클로즈 상태를 유지하다가 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작에 의해 오픈 상태로 전환되어 보조전원장치가 주박(Yard parking)의 레이오버 모드(layover mode)에서 운행의 런 모드(run mode)로 전환되도록 제어하는 보조전원장치 동작 제어용 접점을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로.The method according to claim 1,
The dead battery start-up push button is connected to an auxiliary power supply which converts the wire power through a peripheral voltage and is supplied as a contact point provided in the dead battery start-up push button, and maintains a normal closed state by pressing the dead battery start-up push button. It is further characterized in that it further comprises a contact for controlling the operation of the auxiliary power supply is switched to the open state to control the auxiliary power supply is switched to the run mode of the operation from the layover mode of the parking (Yard parking) Dead battery start-up control circuit for railway vehicles. 제3 항에 있어서,
사용자에 의한 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작이 지속되는 동안 상기 보조전원장치가 상기 런 모드에서 출력하는 출력전류는 상기 레이오버 모드에서의 출력전류보다 큰 것을 특징으로 하는, 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로.The method of claim 3,
The output current output from the auxiliary power supply in the run mode is greater than the output current in the layover mode while the user presses the dead battery startup push button. Start-up control circuit. 제3 항에 있어서,
상기 주 회로차단기는
1차적으로 상기 제1 계전기의 접점과 상기 주 회로차단기 초기화용 접점을 통해 배터리로부터 전원을 공급받아 초기 기동되고,
2차적으로 상기 데드 배터리 스타트업 푸시 버튼의 누름 동작에 의해 상기 교류직류변환기로부터 전원을 공급받고,
3차적으로 주 회로차단기의 접점을 통해 배터리로부터 전원을 공급받아 자기 유지되는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로.The method of claim 3,
The main circuit breaker
It is initially started by receiving power from a battery through the contacts of the first relay and the contacts for initializing the main circuit breaker,
Secondly, the power is supplied from the AC DC converter by pressing the dead battery startup push button.
Thirdly, the dead battery start-up control circuit for railway vehicles, characterized in that the self-maintained by receiving power from the battery through the contacts of the main circuit breaker. 제1 항, 제3 항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 철도차량용 데드 배터리 스타트업 제어회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 철도차량.
The dead battery start-up control circuit for railway vehicles in any one of Claims 1-5 is provided, The railway vehicle characterized by the above-mentioned.
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