礦用直流架線電機車照明電源裝置的製作方法
2023-09-19 19:01:55
專利名稱：礦用直流架線電機車照明電源裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源裝置，具體地說是一種適於礦用電機車照明用的電源裝置。
目前國內礦用直流架線電機車的照明電源，一般有可控矽和電晶體兩種電路，它們的工作原理基本上是相同的，就是將250伏或550伏直流電源經可控矽或電晶體的導通關斷，轉變成交流電，經變壓器調壓，降至照明所需的24伏或12伏交流電，再經整流變成直流，供電機車上的照明、喇叭、載波電話、可控道岔等作電源。這裡主要是利用變壓器作為調壓裝置，由於供電電壓與需用電壓差值很大，因此變壓器的體積、重量及耗用功率都較大，造成整個電源裝置的龐大及功耗大。另外，在電子學教科書上介紹有用可控矽作直流調壓的結構形式。即以單結電晶體觸發一功放管，經變壓器耦合產生尖脈衝，以觸發可控矽的觸發極，控制可控矽的導通時間，使在負載上的平均電壓降低並可調整，從而達到直流調壓的目的。但這類調壓器也不能直接用於礦用電機車上。因為接在負載上的電流及電壓是呈斷續交替變化的，通過截斷一定時間的電壓而降壓，但在導通時，加在負載上的電壓仍然很大，易損毀電機車上的低壓用電器，另電壓波動大，供電質量較差。
本實用新型的目的就是提供一種既不採用變壓器降壓，又不造成低壓電器損壞的可控矽照明電源裝置，以適應礦用直流架線電機車上的特殊需要。
本實用新型是這樣實現的，電源裝置包含有開關，可控矽直流調壓電路，可控矽觸發控制電路，起動電路，過壓保護電路和過流保護電路。其工作原理由
圖1的結構框圖給出，礦井牽引網路的550伏或250伏直流電源經開關1接到可控矽直流調壓電路2並輸出，可控矽觸發控制電路3接於調壓電路2，控制可控矽的導通關斷，起動電路4分別與開關1及輸出端相接，以分別向控制電路3提供電力。過壓保護電路5從輸出端採集信號，當輸出電壓升高時，控制觸發控制電路3，以降低可控矽導通時間，達到降壓。在開關1與調壓電路2之間還接有過流保護電路6，當電流過大時，切斷調壓電路的一個支路，使電流降低，然後自動接通斷開的支路，恢復正常工作。
以下結合附圖對本電源裝置做進一步詳述。
圖1是本電源裝置的結構框圖；圖2是本電源裝置的電原理圖。
如圖2所示，礦井牽引網路電源經開關K給本裝置供電，可控矽直流調壓電路2由隔離二極體D1，限流電阻R1，濾波電容C1，可控矽KK1、KK2，充放電二極體D2、D3，貯能元件電容C3和電感L，濾波電容C4以及負載組成。其連接方式由圖2給出，D1、R1、KK1、C3、D2和L均串接在主電路中，濾波電容C1接在電阻R1與可控矽KK1之間的接點與地之間，可控矽KK2支路並接在電容C3和二極體D2的二端，濾波電容並接在輸出端兩端，這樣通過可控矽KK1和KK2交替導通截止，給電容C3充電和放電，充放電電流及電感線圈L的貯能的釋放，在電容C4上形成一相對穩定的電壓並給負載供電。可控矽觸發控制電路3由三極體T1、T2，二極體D4、D5，電容C5、C9及電阻R4－R9搭接成一典型無穩態振蕩電路，並在接在三極體T1和T2的集電極上的變壓器M1、M2上交替產生鋸齒波，經M1、M2的耦合輸出產生尖脈衝，分別控制可控矽KK1和KK2的觸發極，使之分別導通。起動電路4由分壓電阻R2和按鈕開關AN串接，從開關K(即開關1)接到可控矽觸發控制電路3，另由電阻R11和二極體D6串接，從電源裝置的輸出端接到可控矽觸發控制電路3。在主電路接通電源後，起動本電源裝置須按下開關AN，電源經R2降壓後給控制部分供電，本機開始工作，輸出電壓很快建立，鬆開AN後，控制部分轉由輸出端供電、以維持工作。過壓保護電路5由三極體T3做主控元件，二極體D7與電阻R12相串聯，接到T3的集電極，電阻R10接在T3的發射極迴路，電阻R14通過穩壓二極體DW接在T3的基極迴路，提供偏置電壓。整個保護電路通過電阻R13接到電源裝置的輸出端。過壓保護電路實質是負反饋電路，當輸出電壓偏高時，T3導通，振蕩電路的頻率下降，從而使輸出電壓降至正常範圍。過流保護電路6由分流電阻R3和繼電器J串聯組成，並聯於可控矽直流調壓電路2中的限流電阻R1的兩端，繼電器J的常閉觸點J1串接在可控矽直流調壓電路2中的可控矽KK2支路中。如果KK1和KK2因偶然原因同時導通，本裝置失控，此時電流很大，J吸合，常閉觸點J1斷開，KK2斷路，電流降低，J立即恢復，J1吸合，本機自動恢復工作，實現過流保護。當輸出端短路時，控制部分失去電源，整機立即停止工作，直到短路排除重新起動。若負載開路，輸出電壓將顯著提高，過壓保護電路的反饋加強，使控制部分的振蕩頻率很低，電源輸出僅用來維持控制部分工作。
本電源裝置的關鍵點在於省去了主變壓器，通過選擇電容C3和電感線圈L的電路參數及調整工作頻率，直接在負載上形成所需的直流電壓，因此，架線電壓適應範圍大，輸出穩定，且重量顯著減輕，便於安裝維修。另外，起動電路的設置，大大減少了控制部分的功耗，減少了機內的熱源，提高整機效率，並實現負載短路的自動保護。還有其他多種保護功能，使本機的運行可靠性大大增強。
權利要求1.一種礦用直流架線電機車照明電源裝置包含有開關1，可控矽直流調壓電路2，可控矽觸發控制電路3，其特徵在於本電源裝置還包括有起動電路4，過壓保護電路5和過流保護電路6。
2.根據權利要求1所述的電源裝置，其特徵在於起動電路4由分壓電阻R2和按鈕開關AN串接，從開關1接到可控矽觸發控制電路3，另由電阻R11和二極體D6串接，從電源裝置的輸出端接到可控矽觸發控制電路3，兩路分別給控制電路2提供電力。
3.根據權利要求1所述的電源裝置，其特徵在於過壓保護電路5由三極體T3做主控元件，二極體D1與電阻R12相串聯，接到T3的集電極，電阻R10接在T3的發射極迴路，電阻R14通過穩壓二極體DW接在T3的基極迴路，提供偏置電壓，整個保護電路通過電阻R13接到電源裝置的輸出端。
4.根據權利要求1所述的電源裝置，其特徵在於過流保護電路6由分流電阻R3和繼電器J串聯組成，並聯於可控矽直流調壓電路2中的限流電阻R1的兩端，繼電器J的常閉觸點J1串接在可控矽直調壓電路2中的可控矽KK2支路中。
專利摘要本電源裝置是僅適用於直流架線電機車照明用的電源，包含有開關1，可控矽直流調壓電路2，可控矽觸發控制電路3，起動電路4，過壓保護電路5和過流保護電路6。特點在於省去了普通可控矽逆變電源上的主變壓器，通過調整工作頻率及主電路上的充放電電容和貯能線圈的電路參數，從而在負載上形成所需要的直流電壓。本裝置線路簡單，輸出穩定，有多種保護功能，重量輕，安裝維修方便。
文檔編號B60M1/00GK2099699SQ9120887
公開日1992年3月25日 申請日期1991年5月29日 優先權日1991年5月29日
發明者曹有誠, 喬英棟 申請人:衡水市無線電廠