電力機車試驗臺短路保護裝置製造方法
2023-05-24 13:53:41 1
電力機車試驗臺短路保護裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型的名稱是電力機車試驗臺短路保護裝置，屬於電力機車試驗臺保護裝置。它主要是解決已知的電力機車試驗臺在對電力機車高低壓櫃各種電路作動作試驗時，電流值超過負載電路電器元件動作值時，不能快速切斷電源而導致燒損電器元件的問題。本實用新型是在負載電路上串聯有採樣電路，採樣電路的輸出端通過比較電路接放大電路，放大電路的輸出端接控制負載電路工作電源通斷的執行電路，在比較電路上連接有基準電路。本實用新型是在負載電路上的採樣電流高於負載電路電器動作值時，通過執行電路控制繼電器，直接快速切斷電源，達到保護負載電路的功能；本實用新型的電路過流響應時間在5ms以內，電路切斷電流可以在20A以內自由調節。
【專利說明】電力機車試驗臺短路保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電力機車試驗臺保護裝置，具體是涉及電力機車試驗臺短路保護
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]目前，已知的電力機車試驗臺可以對SS3、SS6B、SS4G電力機車的高低壓櫃各種電路做動作試驗，該電力機車試驗臺包括控制迴路、輔助迴路、照明迴路等，由主機、電路板、電流電壓表、緊急停機按鈕、可調穩壓電源等部分組成；該試驗臺的缺點是:試驗臺動作試驗時，電流值超過負載電路電器元件動作值時，不能快速切斷電源而導致燒損電器元件，造成損失。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的就是針對上述不足之處而提供的一種結構簡單，可以對試驗臺上的電器元件進行保護的電力機車試驗臺短路保護裝置。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:在負載電路上串聯有採樣電路，採樣電路的輸出端通過比較電路接放大電路，放大電路的輸出端接控制負載電路工作電源通斷的執行電路，在比較電路上連接有基準電路。
[0005]本實用新型的技術解決方案中所述的採樣電路是由分流器FLl和兩個運算放大器U2A、U2B組成，分流器FLl的輸出端接第一運算放大器U2A的同相、反相輸入端，其輸出端經電阻R6、電位器W1、電阻R7分壓後接第二運算放大器U2B的同相輸入端，第二運算放大器U2B的反相輸入端與輸出端短接，第二運算放大器U2B的輸出端接比較電路的輸入端。
[0006]本實用新型的技術解決方案中所述的比較電路是由第三運算放大器U2C組成，第三運算放大器U2C的同相輸入端接採樣電路的輸出端，第三運算放大器U2C的輸出端接放大電路。
[0007]本實用新型的技術解決方案中所述的基準電路是由電阻RlO和電位器W2串聯接+12V電源，其串聯接點接比較電路中第三運算放大器U2C反相輸入端。
[0008]本實用新型是在輸出電流電路上串聯一個採樣電路，再通過基準對採樣電流進行比較，通過比較，採樣電流正常，則負載電路正常執行；若採樣電流高於負載電路電器動作值，則通過放大電路將採樣電流放大，然後通過執行電路控制繼電器，直接快速切斷電源，從而達到保護負載電路的功能；本實用新型的特點是:裝置過流響應時間在5ms以內，電路切斷電流可以在20A以內自由調節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的方框圖。
[0010]圖2是本實用新型的電原理圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實用新型的短路保護裝置包括負載電路1、採樣電路2、電源電路3、比較電路4、基準電路5、放大電路6、執行電路7 ;負載電路I上串聯有採樣電路2，採樣電路2將負載電路I上採集的電流信號輸出至比較電路4和基準電路5，通過基準電路5和比較電路4對採樣電流進行比較；比較電路4的輸出端接放大電路6，放大電路6的輸出端接控制負載電路I工作電源通斷的執行電路7 ;通過比較電路4和基準電路5對負載電路I上的採樣電流進行比較後，如果採樣電流正常，則負載電路I正常執行；若採樣電流高於負載電路I電器動作值，則通過放大電路6將採樣電流放大，然後通過執行電路7控制繼電器，直接快速切斷負載電路I的工作電源，從而達到保護負載電路I的功能。
[0012]如圖2所示，本實用新型的電源電路3是由電阻R1、R2，電容C1、C2，降壓管DWl和穩壓管Ul組成，IlOV設備工作電源經過電阻R2、降壓管DWl降壓後，經過穩壓管Ul穩壓輸出12V電壓作為本實用新型保護裝置的工作電源，穩壓管Ul的型號是LM7812。本實用新型的負載電路I由試驗臺輸出元件和試驗屏櫃組成，IlOV+電源經過繼電器Jl常閉觸點，通過20A分流器FLl向負載供電。本實用新型的採樣電路2由分流器FLl和兩個運算放大器U2A、U2B組成，兩個運算放大器U2A、U2B的型號均是LM224 ;分流器FLl的輸出端分別通過電阻R3、R4與第一運算放大器U2A的同相輸入端3腳和反相輸入端2腳連接，第一運算放大器U2A的反相輸入端2腳與輸出端I腳之間並聯有電阻R5 ;第一運算放大器U2A的輸出端I腳通過電阻R6、電位器Wl、電阻R7分壓後接第二運算放大器U2B的同相輸入端5腳，第二運算放大器U2B的反相輸入端6腳與輸出端7腳短接，第二運算放大器U2B的輸出端7腳通過電阻R9接比較電路4的輸入端；試驗臺負載電流在分流器FLl上產生電壓，經過第一運算放大器U2A放大41倍後，經電阻R6、電位器W1、電阻R7分壓後由第二運算放大器U2B進行1:1功率放大，形成採樣輸出電壓。本實用新型的比較電路4由第三運算放大器U2C組成，該運算放大器U2C的型號是LM224，第三運算放大器U2C的同相輸入端12腳與採樣電路2中的第二運算放大器U2B的輸出端7腳通過電阻R9連接；即採樣電路2採樣輸出電壓送入第三運算放大器U2C的同相輸入端12腳，與第三運算放大器U2C的反相輸入端13腳基準電壓進行比較，當同相輸入端12腳電壓小於反相輸入端13腳電壓時，輸出低電平，第三運算放大器U2C的輸出端14腳為0V，當同相輸入端12腳電壓高於反相輸入端13腳時，輸出端14腳輸出高電平，接近工作電壓12V，同時輸出端14腳輸出的高電平反饋到同相輸入端12腳，使同相輸入端12腳電壓進一步升高，從而形成正反饋，使輸出端14腳保持高電平，實現自鎖功能，只有斷開IlOV電源總控開關，才能使輸出端14腳恢復低電平；在第三運算放大器U2C的同相輸入端12腳與輸出端14腳之間並接有電阻Rll和二極體D2串聯電路，反相輸入端13腳上連接有基準電路5。本實用新型的基準電路5由電阻RlO和電位器W2串聯組成，該串聯電路接+12V電源，其串聯接點接比較電路4中第三運算放大器U2C反相輸入端13腳，+12V電壓經電阻R10、電位器W2串聯分壓得到基準電壓。本實用新型的放大電路6由兩個三極體Q1、Q2組成，第三運算放大器U2C的輸出端14腳通過電阻R12、R14接三極體Ql的基極，三極體Ql的集電極接電源電路3，三極體Ql的發射極通過R16接三極體Q2的基極，三極體Q2的集電極通過二極體D3和電感線圈Jl並聯電路接電源電路3，三極體Q2的發射極接地；由於第三運算放大器U2C輸出信號驅動能力小，經過兩個三極體QU Q2放大後，可以保證控制負載電路I工作電源通斷的繼電器Jl常閉觸點的可靠動作。本實用新型的執行電路7由連接在負載電路I工作電源上的繼電器Jl組成，當第三運算放大器U2C輸出低電平時該繼電器Jl不動作，當第三運算放大器U2C輸出高電平時該繼電器Jl動作，即繼電器Jl常閉觸點斷開，切斷負載供電。本實用新型的過流響應時間主要取決於保護斷電器Jl動作時間，通過調節電位器W1、W2可以將保護電流控制在20A以內的任一電流值。
【權利要求】
1.一種電力機車試驗臺短路保護裝置，其特徵是:在負載電路(I)上串聯有採樣電路(2)，採樣電路(2)的輸出端通過比較電路(4)接放大電路(6)，放大電路(6)的輸出端接控制負載電路(I)工作電源通斷的執行電路(7)，在比較電路(4)上連接有基準電路(5)。
2.根據權利要求1所述的電力機車試驗臺短路保護裝置，其特徵是:所述的採樣電路(2)是由分流器FLl和兩個運算放大器U2A、U2B組成，分流器FLl的輸出端接第一運算放大器U2A的同相、反相輸入端，其輸出端經電阻R6、電位器W1、電阻R7分壓後接第二運算放大器U2B的同相輸入端，第二運算放大器U2B的反相輸入端與輸出端短接，第二運算放大器U2B的輸出端接比較電路(4)的輸入端。
3.根據權利要求1所述的電力機車試驗臺短路保護裝置，其特徵是:所述的比較電路(4 )是由第三運算放大器U2C組成，第三運算放大器U2C的同相輸入端接採樣電路(2 )的輸出端，第三運算放大器U2C的輸出端接放大電路(6)。
4.根據權利要求1所述的電力機車試驗臺短路保護裝置，其特徵是:所述的基準電路(5)是由電阻RlO和電位器W2串聯接+12V電源，其串聯接點接比較電路⑷中第三運算放大器U2C反相輸入端。
【文檔編號】H02H3/08GK204103444SQ201420470941
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】劉芳, 劉雄, 劉恆 申請人:南車洛陽機車有限公司