一种实现三相交流五线制转辙机模拟仿真的电路及方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及五线制转辙机模拟试验技术。

背景技术

转辙机(switchmachine/pointmachine)是道岔控制系统的执行机构，用于转换锁闭道岔尖轨或心轨，表示监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态，是铁路及城市轨道交通的轨旁关键设备。三相交流转辙机在我国铁路正线上安装较多，包括s700k型电动转辙机及zyj7型液动转辙机，两者均为五线制制式。在联锁系统的模拟实验中，需要对室内道岔电路做测试，用于检查道岔操纵和表示电路配线是否正确，功能是否正常；同样，在全电子联锁系统的研发及测试环节，也需要使用转辙机的模拟设备作负载。

在以往的五线制转辙机室内模拟试验中，仅对室内道岔电路做部分试验，无法达到全面试验道岔操纵和表示电路是否正确的目的。现有的五线制转辙机模拟方法中，不能够实现道岔操纵电路的自动切换，在定位操作/反位操纵道岔转换时，需要人工切换转辙机试验电路，试验方法不够方便，不能实现长时间的自动化测试，同时，由于转辙机驱动电路为380v交流电，增加了人员强电危害的风险。

由上，已有的五线制转辙机模拟试验中，存在测试项不完备、不能自动化测试、强电危险度高的缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种自动实现三相交流五线制转辙机模拟仿真的电路，测试项完备且测试过程中无需人工参与。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种实现三相交流五线制转辙机模拟仿真的电路，包括五条模拟线路x1、x2、x3、x4、x5以及对应设于五条模拟线路上的常闭开关k1、k2、k3、k4、k5，常闭开关在转辙机正常工作时处于闭合状态，断开时用于模拟驱动断相、转辙机四开失表示的异常状态；线路x3上连接有二极管d1和电阻r1，线路x2上连接有二极管d2和电阻r2，用于替代道岔表示电路的二极管和电阻；还包括连接在模拟线路中的sr6继电器、电流互感器以及灯泡a’、b’、c’，其中，sr6继电器设有三个常开接点no1、no2、no3和三个常闭接点nc1、nc2、nc3，用于替代转辙机内部自动开闭器的通断开关，电流互感器用于检测道岔操作及表示电路的电流值，灯泡a’、b’、c’分别替代转辙机的三个线圈。

本发明还提供了一种自动实现三相交流五线制转辙机模拟仿真的方法，转辙机模拟仿真的工作过程如下：

1)定位操纵过程

380v驱动电三相a相→x1→k1→a’

三相电b相→x2→k2→电流互感器→no2→b’

三相电c相→x5→k5→电流互感器→no3→c’

电流互感器将x2、x5的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于定位操纵状态后，控制驱动sr6继电器，常开接点断开，常闭接点闭合，构成定位表示电路；

2)定位表示过程

110v表示电负半波→b’→r2→d2→nc1→电流互感器→k2→x2

110v正半波→c’→nc3→电流互感器→k4→x4

电流互感器将x2、x4的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于定位表示状态后，控制sr6继电器保持在原有驱动状态，继续构成定位表示电路；

3)反位操纵过程

380v驱动电三相a相→x1→k1→a’

三相电b相→x4→k4→电流互感器→nc3→c’

三相电c相→x3→k3→电流互感器→nc2→b’

电流互感器将x4、x3的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于反位操纵状态后，控制驱动sr6继电器，常闭接点断开，常开接点闭合，构成反位表示电路；

4)反位表示过程

110v表示电负半波→c’→no3→电流互感器→k5→x5

110v正半波→b’→r1→d1→no1→电流互感器→k3→x3

电流互感器将x5、x3的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于反位表示状态后，控制sr6继电器保持在原有驱动状态，继续构成反位表示电路；

5)操纵及表示电路异常状态

通过断开k1、k2、k3、k4、k5开关来模拟转辙机操纵断相、道岔位置表示缺相、转辙机四开的异常状态。

本发明可以根据联锁系统的转辙机操纵功能实现驱动电路的转换，转换完成后，自动切断道岔的驱动电路，构成道岔的表示电路。同时，五线制转辙机模拟仿真中增加接口的断开开关，用于模拟转辙机操作及表示电路断相、转辙机四开等异常状态。

因此，本发明具备以下优点：

五线制转辙机功能测试项完全，覆盖转辙机操纵和表示电路；

测试过程中无需人工参与，没有强电引起的人身安全问题，可以进行长时间的自动测试；

可以模拟转辙机的异常情况，考验系统设计中对异常状况的处理能力。

附图说明

图1为本发明的三相交流五线制转辙机模拟仿真电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，室内的联锁电路部分不做任何的改动，保证转辙机模拟仿真的接口与五线制转辙机完全一致。如图1所示，一种自动实现三相交流五线制转辙机模拟仿真的电路，包括对应模拟三相交流五线制转辙机的五条模拟线路x1、x2、x3、x4、x5以及对应设于五条模拟线路上的常闭开关k1、k2、k3、k4、k5，常闭开关在转辙机正常工作时处于闭合状态，断开时可以用于模拟驱动断相、转辙机四开失表示的异常状态；线路x3上连接有二极管d1和电阻r1，线路x2上连接有二极管d2和电阻r2，用于替代道岔表示电路的二极管和电阻；还包括sr6继电器、电流互感器以及分别连接在三相模拟线路中的灯泡a’、b’、c’，其中，sr6继电器设有三个常开接点no1、no2、no3和三个常闭接点nc1、nc2、nc3，用于替代转辙机内部自动开闭器的通断开关，电流互感器用于检测道岔操作及表示电路的电流值，灯泡a’、b’、c’分别替代转辙机的三个线圈。

电流互感器用于检测道岔操作及表示电路的电流值，检测结果送给板上的mcu微处理器处理，mcu根据回采到的驱动信息驱动sr6继电器，用于通断sr6继电器的接点。

实施例二，一种自动实现三相交流五线制转辙机模拟仿真的方法，转辙机模拟仿真的工作过程如下：

1)定位操纵过程

380v驱动电三相a相→x1→k1→a’

三相电b相→x2→k2→电流互感器→no2→b’

三相电c相→x5→k5→电流互感器→no3→c’

电流互感器将x2、x5的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于定位操纵状态后，控制驱动sr6继电器，常开接点断开，常闭接点闭合，构成定位表示电路；

2)定位表示过程

110v表示电负半波→b’→r2→d2→nc1→电流互感器→k2→x2

110v正半波→c’→nc3→电流互感器→k4→x4

电流互感器将x2、x4的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于定位表示状态后，控制sr6继电器保持在原有驱动状态，继续构成定位表示电路；

3)反位操纵过程

380v驱动电三相a相→x1→k1→a’

三相电b相→x4→k4→电流互感器→nc3→c’

三相电c相→x3→k3→电流互感器→nc2→b’

电流互感器将x4、x3的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于反位操纵状态后，控制驱动sr6继电器，常闭接点断开，常开接点闭合，构成反位表示电路；

4)反位表示过程

110v表示电负半波→c’→no3→电流互感器→k5→x5

110v正半波→b’→r1→d1→no1→电流互感器→k3→x3

电流互感器将x5、x3的电流信息送给mcu，mcu判断转辙机处于反位表示状态后，控制sr6继电器保持在原有驱动状态，继续构成反位表示电路；

5)操纵及表示电路异常状态

通过断开k1、k2、k3、k4、k5开关来模拟转辙机操纵断相、道岔位置表示缺相、转辙机四开的异常状态。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。