专利名称：电气化高速铁路动态模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于培训、演示用的电气化高速铁路动态模型。
背景技术：
铁路的发展保持迅猛的势头，电气化高速铁路比重的迅速扩大对从业人员，尤其是技术人员的要求也将越来越高。就现状而言，许多铁路工作人员和现场维护人员在施工和操作技术上存留老思想 ，对新型电气化铁路及供电系统的认识不足，需要对高速铁路从业人员进行培训。在培训时通过仿真模型的演示能更直观地表示高速铁路各模块的运行过程与状态，提高培训效果。但现有的仿真模型通常是各个模块的静态模型，如单个的机车静态模型，不能够动态地反映机车在轨道上运行的运动状态以及机车与接触网、变电系统的动态相互关系。还有一类仿真是在计算机上通过运行软件，计算显示出列车运行中的部分参数的相互关系如接触网的电压、电流与机车的载重、运行速度的关系，但这种仿真以数字或列表的方式显示，其对整个铁路运行状态的反映既不直观也不全面。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电气化高速铁路动态模型，该模型能全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，从而直观地演示整个高速铁路的运行过程、状态和原理；用于培训高速铁路从业人员，其培训效果好。本实用新型实现其目的所采用的技术方案是，一种电气化高速铁路动态模型，其组成是:环形的轨道上的电力机车，电力机车上的受电弓与接触网相连，接触网架设在支柱上；380V/55V的AT牵引变压器和380V/27.5V直供牵引变压器的输出通过程控开关与接触网相连；程控开关与地面微处理器相连；电力机车车箱内设有依次相连的脉冲整流器、直-直变换器、直流电机，脉冲整流器的输入端与受电弓相连；直流电机轴上的齿轮与车轮轴上的齿轮啮合；脉冲整流器、直-直变换器、直流电机还均与车载微处理器相连；地面微处理器、车载微处理器分别与地面无线通信器和车载无线通信器相连；地面无线通信器、车载无线通信器均与计算机的无线通信器进行无线通信。本实用新型的工作过程和原理是:计算机根据选定的AT供电或直接供电方式通过其无线通信器、地面无线通信器向地面微处理器下达开关选择指令，地面微处理器根据该指令控制程控开关使AT牵引变压器或者直供牵引变压器的输出与接触网连通，机车的受电弓从接触网上获取电能，并通过脉冲整流器、直-直变换器向直流电机供电，直流电机转动驱动车轮旋转；电力机车即在环形轨道上运行，从而模拟电力机车的运行状态；运行过程中计算机通过其无线通信器、车载无线通信器向车载微处理器下达速度调节指令，车载微处理器根据该速度调节指令控制直-直变换器的输出电压从而控制直流电机的转速，实现对电力机车运行速度的调节控制。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:一、本实用新型动态模型中的电机由实际的大电压的交流电机改为体积小的小电压直流电机，变压器也由实际的110kV/27.5kV改为380V/27.5V，从而电力机车、接触网、变压器等模块即是对真实的电力机车、接触网、牵引变电所实物等比例的缩小，又保证了其工作原理、过程与实际铁路系统的高度相似；能以缩小的实物形态，在室内全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，从而直观地演示整个高速铁路的运行过程、状态和原理；用于培训高速铁路从业人员，其培训效果好。二、本实用新型的动态模型通过对程控开关的控制，既可以模拟与演示AT供电方式下高速铁路的运行过程和状态及相互关系，又可以模拟与演示直接供电方式下高速铁路的运行过程和状态及相互关系。三、在以实物形态全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系的同时，计算机还通过无线方式经车载微处理器采集电力机车的速度、脉冲整流器、直-直变换器、直流电机的电压、电流等参数；通过无线方式经地面微处理器采集接触网；AT牵引变压器/直供牵引变压器的电压、电流等参数，并对这些参数进行分析处理，将处理结果显示在计算机屏幕上；从而更方便培训人员感受与体验理论分析结果与铁路直观运行状态间的关系。四、整个仿真过程由计算机、地面微处理器、车载微处理器通过无线通信方式实现自动控制，自动化程度高，操作简单、方便。上述的脉冲整流器的输入端通过继电保护装置与受电弓相连；继电保护装置还与车载微处理器相连。这样，当脉冲整流器出现过流、过压时，继电保护装置自动动作，脉冲整流器及后续的直-直变换器、直流电机自动断电，避免了相应器件的损坏，提高了整个模型的可靠性和使用寿命。上述的AT牵引变压器和直供牵引变压器的输入端串接有继电保护装置，所述的继电保护装置还与地面微处理器相连。这样，当AT牵引变压器或直供牵引变压器出现过流、过压时，继电保护装置自动动作，AT牵引变压器或直供牵引变压器及后续的所有用电器件自动断电，避免了器件的损坏，提高了整个模型的可靠性和使用寿命。上述的直流电机上安装有速度传感器，速度传感器的输出端与车载微处理器相连。这样，速度传感器测出直流电机转速(机车的运行速度)，由车载微处理器对机车的运行速度进行反馈控制，使演示机车的运行速度更精确。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型实施例的动态模型的立体结构示意图。[0023]图2是本实用新型实施例的动态模型的电路原理示意图。具体实施方法
实施例图1、图2示出，本实用新型的一种具体实施方式
是，一种电气化高速铁路动态模型，其组成是:环形的轨道100上的电力机车200，电力机车200上的受电弓209与接触网101相连，接触网101架设在支柱102上；380V/55V的AT牵引变压器103和380V/27.5V直供牵引变压器104的输出通过程控开关105与接触网101相连；程控开关105与地面微处理器106相连；电力机车200车箱内设有依次相连的脉冲整流器201、直-直变换器202、直流电机203，脉冲整流器201的输入端与受电弓209相连；直流电机203轴上的齿轮与车轮轴上的齿轮啮合；脉冲整流器201、直-直变换器202、直流电机203还均与车载微处理器206相连；地面微处理器106、车载微处理器206分别与地面无线通信器107和车载无线通信器207相连；地面无线通信器107、车载无线通信器207均与计算机109的无线通信器进行无线通信。本例的脉冲整流器201的输入端通过车载继电保护装置208与受电弓209相连；车载继电保护装置208还与车载微处理器206相连。本例的AT牵引变压器103和直供牵引变压器104的输入端串接有地面继电保护装置108，所述的地面继电保护装置108还与地面微处理器106相连。本例的直流电机203上安装有速度传感器204，速度传感器204的输出端与车载微处理器206相连。
·[0031 ] 使用本例的电气化闻速铁路动态|旲型对电气化闻速铁路进行动态仿真和演不的过程和原理是:计算机109根据选定的AT供电或直接供电方式通过其无线通信器、地面无线通信器107向地面微处理器106下达开关选择指令，地面微处理器106根据该指令控制程控开关使AT牵引变压器103或者直供牵引变压器104的输出与接触网101连通，电力机车200的受电弓209从接触网101上获取电能，并通过脉冲整流器201、直-直变换器202向直流电机203供电，直流电机203转动驱动车轮旋转；电力机车200即在环形的轨道100上运行，从而模拟电力机车200的运行状态；运行过程中计算机109通过其无线通信器、车载无线通信器207向车载微处理器206下达速度调节指令，车载微处理器206根据该速度调节指令控制直-直变换器202的输出电压从而控制直流电机203的转速，实现对电力机车203运行速度的调节控制。
权利要求1.一种电气化闻速铁路动态|吴型，其组成是: 环形的轨道(100)上的电力机车(200)，电力机车(200)上的受电弓(209)的输入端与接触网(101)相连，接触网(101)架设在支柱(102)上；380V/55V的AT牵引变压器(103)和380V/27.5V直供牵引变压器(104)的输出通过程控开关(105)与接触网(101)相连；程控开关(105)与地面微处理器(106)相连； 电力机车(200)车箱内设有依次相连的脉冲整流器(201)、直-直变换器(202)、直流电机(203)，脉冲整流器(201)的输入端与受电弓(209)的输出端相连；直流电机(203)轴上的齿轮与车轮轴上的齿轮啮合；脉冲整流器(201)、直-直变换器(202)、直流电机(203)还均与车载微处理器(206)相连； 地面微处理器(106)、车载微处理器(206)分别与地面无线通信器(107)和车载无线通信器(207)相连；地面无线通信器(107)、车载无线通信器(207)均与计算机(109)的无线通信器进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的一种电气化高速铁路动态模型，其特征在于:所述的脉冲整流器(201)的输入端通过车载继电保护装置(208)与受电弓(209)相连；车载继电保护装置(208)还与车载微处理器(206)相连。
3.根据权利要求1所述的一种电气化高速铁路动态模型，其特征在于:所述的AT牵引变压器(103)和直供牵引变压器(104)的输入端串接有地面继电保护装置(108)，所述的地面继电保护装置(108)还与地面微处理器(106)相连。
4.根据权利要求1所述的一种电气化高速铁路动态模型，其特征在于:所述的直流电机(203)上安装有速度传感器(20 4)，速度传感器(204)的输出端与车载微处理器(206)相连。
专利摘要一种电气化高速铁路动态模型，其组成是环形的轨道上的电力机车，电力机车上的受电弓与支柱上的接触网相连；AT牵引变压器和直供牵引变压器的输出通过程控开关与接触网相连；电力机车车箱内设有依次相连的脉冲整流器、直-直变换器、直流电机，脉冲整流器与受电弓相连；直流电机轴与车轮轴相连；脉冲整流器、直-直变换器、直流电机还均与车载微处理器相连；地面微处理器、车载微处理器分别通过地面无线通信器和车载无线通信器与计算机的无线通信器进行无线通信。该模型能全面、直观的动态模拟与显示高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，用于培训高速铁路从业人员，其培训效果好。
文档编号G09B9/04GK203134171SQ201320143350
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者何正友, 李勇, 杨之青, 马俊鹏, 赵云, 耿超, 王圆宾 申请人:西南交通大学