专利名称：内电机车通用防逆电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路机车换向控制的通用防逆电装置。
背景技术：
目前已知的防逆电装置由速度信号耦合电容，信号放大器，电压比较器，继电器组成。其工作过程是在机车运行时，机车速度传感器电流信号经电容耦合，电压放大，电压比较驱动继电器吸合，通过继电器反联锁断开机车换向开关控制回路，从而达到防止牵引电机逆电的目的。但该装置信号采集技术简单，易受外部因素的影响，造成控制混乱，而且该装置皆为单一针对某型机车而设计，其控制技术仅以控制机车非正常换向为目的，而对机车需在更换工况的条件下正常换向无法实现控制，故不具备通用性。
发明内容
本内电机车通用防逆电装置的目的是通过检测机车速度传感器的频率信号，经光电耦合，微处理器CPU，控制固态继电器，同时通过另一光电耦合器识别机车工况信号，经微处理器CPU联合控制固态继电器，控制机车换向开关是否允许换向。
本实用新型的目的是这样实现的在装置内设有自检电路、故障隔离电路、微处理器电路和执行电路连接而成。由机车速度传感器提取脉冲频率信号，从司控器提取工况电平信号，经光耦合器，输入微处理器CPU，经执行电路，控制机车换向开关，确定是否允许换向，从而防止牵引电机逆电烧损。
本实用新型的结构特点是①内、电机车通用性结构本装置通过内部技术，采用航空插座与机车相互连接，从而达到车与车、内燃与电力机车间可相互互换，实现通用的目的。
②故障切除结构本装置设有故障隔离开关，当装置发生故障时可有效的隔离，并确保原机车控制回路不变。
③装置自测结构本装置设有自检按钮和速度脉冲信号发生电路，在日常工作中可自行检测本装置是否作用良好。
本装置创新部份(1)本装置采用光电信号传输(包括信号输入端和执行输出端)，使装置具有高性能的抗干扰能力。
(2)本装置使用速度频率信号采集方式经CPU检测使装置更可靠、准确地工作。
(3)本装置输出端采用无触点控制，使装置具有更高的开关频率响应和使用寿命。
(4)本装置具有机车运行中的工况识别能力，使装置适合于具有再生制动的电力机车。
由于采取上述方案，本内电机车通用防逆电装置可提供自动保护功能。在正常操纵状况下，其处于休眠状态，一旦出现破坏性误操纵，其直接关断换向电源，将误操纵控制在初始过程阶段而不发生后果。
以下结合附图和实施例对本实用新型装置进一步说明图1为本内电机车通用防逆电装置方框原理图。
图2为本内电机车通用防逆电装置电器原理图。
图3为本内电机车通用防逆电装置主视图。
图4为图3的左视图。
图5为防逆电装置面机示意图。
具体实施方式
在图1中由光电耦合器、逻辑控制器、执行控制器、信号发生器、电源稳压器等五部份组成本内电机车通用防逆电装置。
微处理器(CPU)电路机车速度传感器CF信号线与电阻R7连接，电阻R7另一端与光电耦合器JP1的光控二极管阳极连接，阴极接电源负端，光电耦合器JP1的集电极端与电阻R13、R8连接，电阻R8另一端连接电源正端，电阻R13另一端与微处理器IC3第9脚连接。机车司控器SF信号线与光电耦合器JP2的光控二极管阳极连接，阴极接电阻R14与电阻R15串联连接于二极管D6阳极，二极管D6阴极连接电源负端，光电耦合器JP2的集电极端与电阻R9、晶体管BG2基极连接，电阻R9另一端与电源正端连接，晶体管BG2集电极与电阻R10、R12连接，电阻R10另一端与电源正端连接，电阻R12另一端与微处理器IC3第7脚连接。见图2。
自检电路电源正端线连接检测按钮开关K2，检测按钮开关K2另一端连接单时基集成电路IC2第4、8脚，单时基集成电路第3脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接光电耦合器JP1的光控二极管阳极。见图2。
执行电路微处理器IC3输出端第20脚连接电阻R18、R20，电阻R18另一端连接电源正端，电阻R20另一端连接晶体管BG3基极，晶体管BG3集电极连接电阻R19、晶体管BG4基极，电阻R19另一端连接电源正端，晶体管BG4集电极连接电阻R21、R22，电阻R21另一端连接固态继电器SSR1输入端负极，电阻R22另一端连接固态继电器SSR2输入端负极，固态继电器SSR1输出端正极连接机车控制电源正端，输出端负极连接二极管D8阳极，二极管D8阴极与机车换向电空阀YV2连接，电空阀YV2另一端连接电源负端；固态继电器SSR2输出端正极连接机车控制电源正端，输出端负极连接二极管D9阳极，二极管D9阴极与机车换向电空阀YV1连接，电空阀YV1另一端连接电源负端。见图2。
故障隔离电路机车控制电源正线连接故障隔离开关K3A，故障隔离开关K3A另一端连接二极管D8阴极；机车控制电源正线连接故障隔离开关K3B，故障隔离开关K3B另一端连接二极管D9阴极。见图2。速度传感CF脉冲信号电流经R7耦合流入光电耦合器JP1(由光电元件将本装置与机车外部电路进行电隔离，以减小外部因素对装置的干扰)经电阻R13输入微处理器CPU，同时另一路由司控器SF工况信号电流流入光电耦合器JP2，经晶体管BG2，电阻R12，输入微处理器CPU微处理器输出端经电阻R20，晶体管BG3、BG4电阻R21、R22连接固态继电器SSR1、SSR2输入端，固态继电器输出端连接机车换向电空阀YV1、YV2。
电源经检测按钮K2，信号发生器IC2，电阻R12输入光电耦合器JP1经电阻R13输入微处理器CPU，微处理器输出端经二极管D4，晶体管BG1，电阻R4，发光二极管D5、LED显示。
故障切除开关K3A、K3B与机车换向电空阀YV1、YV2相互并联。
电源电路由CD15V经保险盒F1，换向桥ZD，高频滤波器LG，限流电阻R1，三端稳压器IC1。
在图3、4、5中，装置的电路芯板2安装于壳体1中，电路芯板经电缆线3连接于航空插座4上。LED电制灯6安装于壳体1面板的左上侧，经电缆线3连接于电路芯板2上。LED运行灯5安装于壳体1面板的右上侧，经导线3连接于电路芯板2上。检测按钮7安装于壳体1面板的左下侧，经电缆线3连接于电路芯板2上。故障隔离开关8安装于壳体1面板的右下侧，经电缆线3连接于电路芯板2上。
工作过程A、机车速度为零时由于速度为零，无速度脉冲信号电流进入光电耦合器，经装置微处理器处理，使其输出端处于开放状态，机车换向电空阀回路处于开通状态机车可自由换向。
B、机车牵引运行时当机车速度大于3Km/h时，速度脉冲信号电流进入光电耦合器，经装置微处理器处理使其输出端处于关断状态，机车换向电空阀回路处于断路状态，机车牵引运行中不允许换向。
C、机车运行中由牵引工况转入电阻制动工况时当机车由牵引工况转入电阻制动工况时，制动信号电流与速度脉冲信号电流同时流进光电耦合器，经装置微处理器处理使其输出端处于开放状态，机车换向电空阀回路处于开通状态，准许机车换向进入电阻制动工况。
D、机车运行中由电阻制动工况转回牵引工况时机车由电阻制动工况转回牵引工况时，进入光电耦合器的制动电流信号消失，经装置微处理器处理使其输出端在制动信号消失后继续开放3秒，待机车换向开关安全转入牵引工况后方处于关断状态，机车牵引运行中不允许换向。
权利要求1.一种内电机车通用防逆电装置，由微处理器、单时基集成电路、晶体管、电阻、电容、固态继电器组成电路，其特征是装置内设有自检电路、故障隔离电路、微处理器电路和执行电路连接而成。
2.根据权利要求1所述的内电机车通用防逆电装置，其特征是微处理器CPU电路的连接关系是机车速度传感器CF信号线与电阻R7连接，电阻R7另一端与光电耦合器JP1的光控二极管阳极连接，阴极接电源负端，光电耦合器JP1的集电极端与电阻R13、R8连接，电阻R8另一端连接电源正端，电阻R13另一端与微处理器IC3第9脚连接；机车司控器SF信号线与光电耦合器JP2的光控二极管阳极连接，阴极接电阻R14与电阻R15串联连接于二极管D6阳极，二极管D6阴极连接电源负端，光电耦合器JP2的集电极端与电阻R9、晶体管BG2基极连接，电阻R9另一端与电源正端连接，晶体管BG2集电极与电阻R10、R12连接，电阻R10另一端与电源正端连接，电阻R12另一端与微处理器IC3第7脚连接。
3.根据权利要求1所述的内电机车通用防逆电装置，其特征是自检电路的连接关系是电源正端线连接检测按钮开关K2，检测按钮开关K2另一端连接单时基集成电路IC2第4、8脚，单时基集成电路第3脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接光电耦合器JP1的光控二极管阳极。
4.根据权利要求1所述的内电机车通用防逆电装置，其特征是执行电路的连接关系是微处理器IC3输出端第20脚连接电阻R18、R20，电阻R18另一端连接电源正端，电阻R20另一端连接晶体管BG3基极，晶体管BG3集电极连接电阻R19、晶体管BG4基极，电阻R19另一端连接电源正端，晶体管BG4集电极连接电阻R21、R22，电阻R21另一端连接固态继电器SSR1输入端负极，电阻R22另一端连接固态继电器SSR2输入端负极，固态继电器SSR1输出端正极连接机车控制电源正端，输出端负极连接二极管D8阳极，二极管D8阴极与机车换向电空阀YV2连接，电空阀YV2另一端连接电源负端；固态继电器SSR2输出端正极连接机车控制电源正端，输出端负极连接二极管D9阳极，二极管D9阴极与机车换向电空阀YV1连接，电空阀YV1另一端连接电源负端。
5.根据权利要求1所述的内电机车通用防逆电装置，其特征是故障隔离电路的连接关系是机车控制电源正线连接故障隔离开关K3A，故障隔离开关K3A另一端连接二极管D8阴极；机车控制电源正线连接故障隔离开关K3B，故障隔离开关K3B另一端连接二极管D9阴极。
专利摘要本实用新型提供了一种内电机车通用防逆电装置，在装置内设有自检电路、故障隔离电路、微处理器电路和执行电路连接而成。由机车速度传感器提取脉冲频率信号，从司控器提取工况电平信号，经光耦合器，输入微处理器CPU，经执行电路，控制机车换向开关，确定是否允许换向，从而防止牵引电机逆电烧损。本装置可提供自动保护功能。在正常操纵状况下，其处于休眠状态，一旦出现破坏性误操纵，其直接关断换向电源，将误操纵控制在初始过程阶段而不发生后果。
文档编号B60L3/04GK2704498SQ20042001816
公开日2005年6月15日 申请日期2004年5月20日 优先权日2004年5月20日
发明者李桂平, 徐小华, 潘朝晖, 谢凯华, 覃栋 申请人:李桂平