高精度磁合成穩壓信號電源屏的製作方法
2023-10-18 09:20:34 1
專利名稱：高精度磁合成穩壓信號電源屏的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣化鐵道電氣集中信號電源的供電設備。
現在電氣化鐵道指揮系統使用的電源屏，穩壓範圍窄、精度差、響應時間慢、效率低、輸出電壓波形失真嚴重，經常燒毀微機監測系統及控制設備，主、備電源轉換時間慢致使鐵路指揮系統失控，給鐵路運輸帶來很多事故隱患。
本發明的目的在於提供一種穩壓範圍寬、精度高、電壓波形失真小、響應時間短，以及主、備電源自動轉換時不頂掉指揮信號，高可靠性的淨化穩壓電源設備。這種電源屏可將電壓波動大、波形畸變嚴重、脈衝幹擾多的劣質電源變成穩定、淨化、失真小的正弦波電源，使用這種電源屏在電氣化鐵路區段，由其是採用接觸網供電的區段完全可以安全可靠地給車站內的集中聯鎖裝置、鐵路信號指揮系統、25Hz相敏軌道電路、計算機等用電設備供電，可以保證主供電源或備用電源掉電發生自動轉換時，25Hz相敏軌道電路不停振、不頂指揮信號、不閃紅光帶。
本發明的技術方案如下本發明的信號電源屏是由主、備電源轉換電路；主迴路磁合成穩壓電路；相敏軌道磁合成穩壓電路；切換加速電路。
所說的主、備電源轉換電路是由「Ⅰ路電源」、「Ⅱ路電源」經過液壓電磁斷路器1K、2K引至接觸器的主觸點1XLC1、1XLC2、2XLC1、2XLC2上，主觸點的另一端並聯後引至主迴路磁合成穩壓電路上。經過液壓電磁斷路器1K、2K還引出一路經過切換加速電路組件內的繼電器Z1、Z2，中間繼電器1CJ、接觸器線圈1XLC、2XLC，接觸器輔助觸點1XLC、2XLC，手動按鈕開關1TA、2TA接至電源的另一端。
所說的主迴路磁合成穩壓電路是由接觸器主觸點1XLC1、1XLC2的輸出端接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的1、2端上，3端接地，由4、6端輸出後經輸出斷路器3K接至輸出端子P2的1、2端上。
所說的相敏軌道磁合成穩壓電路是由接觸器主觸點1XLC3、2XLC3的輸出端接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的7、8端、6端接地，由4、5端輸出經輸出斷路器4K接至輸出端子P2的3、4端上。
所說的切換加速電路是由液壓電磁斷路器1K、2K的2、4端引出線接至切換加速電路組件QG1、QG2的71、81端，切換加速電路組件QG1、QG2內的繼電器Z1、Z2由51、61端輸出接至接觸器1XLC、2XLC的控制線圈上。
此外，本發明的電源屏還可以包括隔離電路、過流欠壓報警電路及指示電路。
所說的隔離電路是由液壓電磁斷路器1K、2K的2、4端引出一路接至隔離變壓器BT1、BT2的輸入端，BT1、BT2的輸出端一端並聯後接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的7端；另一端經過接觸器主觸點1XLC3、2XLC3接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的8端。
所說的過流欠壓報警電路是由主迴路磁合成穩壓器XHWY的4、6端引出線接至過流欠壓報警電路組件BJ的輸入端72、82腳上，由相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的4、5端引出線接至過流欠壓報警電路組件BJ的輸入端71、81腳上，過流欠壓報警電路組件BJ的輸出端51、61、62端輸出後接蜂鳴器1FMQ、2FMQ、燈光顯示器3HDH、4HDH，報警電路的42、53、63端接復位控制按鈕1FW和2FW。
所說的指示電路是指燈光指示電路和儀表指示電路，燈光指示電路是由引入電源經斷路器1K、2K的2、4端接至電源有電指示燈1HDB、2HDB上，儀表指示電路是指輸入電壓指示表V1接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的1、2端上，輸出電壓指示表V2接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的4、6端上，軌道電路磁合成穩壓器的輸出電壓指示表V3接至軌道電路磁合成穩壓器的4、5端上。
本發明的優點在於1．由於設計了切換加速電路，使得主、備兩路電源發生自動轉換時，加快了切換速度，保證了25Hz相敏軌道電路不停振，使信號指揮系統安全可靠的工作，不閃紅光帶。2．燈光信號電路與與軌道電路分別穩壓輸出，並且增加了隔離變壓器，使兩路電源發生轉換時減少了互相干擾，增加了電路的穩定性。3．由於採用了磁合成穩壓技術，使穩壓範圍更寬、穩壓精度更高、電壓波形失真小、抗幹擾能力強、響應時間快、無故障工作時間長、安全可靠性高。
圖1為本發明信號電源屏的電路原理圖；圖2為本發明實施例的磁合成穩壓器原理圖；圖3為本發明實施例的切換加速電路的原理圖。
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
由圖1可以看到，本發明的信號電源屏的電路包括主、備電源轉換電路；主迴路磁合成穩壓電路；軌道穩壓電路；切換加速電路；隔離電路；過流欠壓報警電路；指示電路。
所說的主、備電源轉換電路是由信號電源屏的輸入電源「Ⅰ路電源」、「Ⅱ路電源」分別接至斷路器1K、2K的1、3端；由2、4端經繼電器1CJ的常開接點、切換加速電路組件QG1、QG2內的繼電器Z1、Z2的常閉接點接至接觸器線圈1XLC、2XLC的A1端；接觸器線圈1XLC的A2端經接觸器2XLC的常閉輔助觸點接手動控制按鈕1TA；接觸器線圈2XLC的A2端經接觸器1XLC的常閉輔助觸點接手動控制按鈕2TA。
當「Ⅰ路電源」、「Ⅱ路電源」同時供電時，(液壓電磁斷路器1K、2K處於閉合狀態)，此時繼電器1CJ線圈、接觸器2XLC線圈同時得電吸合，接觸器2XLC線圈吸合後，接接觸器1XLC線圈A2端的接觸器2XLC的常閉輔助觸點由常閉變成常開，此時，接觸器1XLC線圈不會吸合，從而防止了兩路電源同時來電時的互搶現象。接觸器2XLC線圈處於吸合狀態時，接觸器2XLC的主觸點閉合，此時，由「Ⅱ路電源」優先投入供電，若按下手動控制按鈕2TA則接觸器2XLC線圈失電，其輔助觸點閉合接通接觸器1XLC線圈使其得電吸合，此時，「Ⅰ路電源」投入工作，完成轉換。
所說的主迴路磁合成穩壓電路和軌道磁合成穩壓電路工作原理相同，就是無論「Ⅰ路電源」還是「Ⅱ路電源」投入工作，主迴路磁合成穩壓器和軌道磁合成穩壓器都會得電工作，其工作原理如下(見圖2)磁合成穩壓器鐵心為外鐵式結構，由日字形鐵心及兩個磁分路S1、S2構成，使整個鐵心分成三個部分；第一部分是初級繞組W1、W2處於非飽和狀態，第二部分是次級繞組W3及諧振繞組W4處於飽和狀態，這是因為諧振繞組與諧振電容器產生並聯鐵磁諧振，第三部分是補償繞組W5，用於補償波形失真。磁分路S1為部分初級繞組產生的磁通提供了直接返回初級的通路，同時也為部分次級磁通返回次級提供通路，使二者之間不相交鏈。正確地選擇W4的電感及電容，使輸出電壓工作在穩壓器的最佳工作點上。另外，初級繞組與次級繞組分別繞在由磁分路隔開的兩節鐵心上，它們之間的磁耦合較弱，分布電容極小，初級繞組中的幹擾脈衝幾乎不可能耦合到次級，從而諧振電容對幹擾信號的旁路作用及鐵心飽和工作狀態也有利於抑制幹擾，使電源起到了淨化作用。經穩壓淨化後的電源經斷路器3K、4K分別輸出到輸出端子P2的1、2、3、4端上。
所說的切換加速電路(見圖3)是由液壓電磁斷路器1K、2K的2、4端引出線接至切換加速電路組件QG1、QG2的71、81端上，使用的一路電源經變壓器T1降壓經整流橋Q1整流後變成脈動電壓，此電壓接至施密特觸發器2的2端上，正常供電時施密特觸發器2的3端輸出方波，經脈衝鑑別電路4的13端輸出低電位，開關電路T4不動作；當電壓低於160V時比較觸發電路3的2端不再輸出脈衝，脈衝鑑別電路4的13端輸出高電位使開關電路T4工作，繼電器Z1或Z2線圈吸合，快速切斷本電路接觸器1XLC或2XLC的線圈電壓，使另一路的接觸器1XLC或2XLC線圈得電快速吸合，完成切換。切換加速電路組件QG1、QG2的切換電壓值不高於160V。整流橋Q2整流後經濾波電容C3濾波輸出電壓供給各集成電路工作。
所說的隔離電路是由液壓電磁斷路器1K、2K的2、4端引出一路接至隔離變壓器BT1、BT2的輸入端，BT1、BT2的輸出端一端並聯後接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的7端；另一端經過接觸器的主觸點1XLC3、2XLC3接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的8端。隔離電路的作用是減少脈衝幹擾和兩路電源發生轉換時減小電流衝擊，消除共模幹擾，保證25Hz相敏軌道電路正常工作。
所說的過流欠壓報警電路是由主迴路磁合成穩壓器XHWY的4、6端引出線接至過流欠壓報警電路組件的輸入端72、82腳上，由相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的4、5端引出線接至過流欠壓報警電路組件的輸入端71、81腳上，過流欠壓報警電路組件的輸出端51、61、62端輸出後接蜂鳴器1FMQ、2FMQ、燈光顯示器3HDH、4HDH上，報警電路的42、53、63端接復位控制按鈕1FW和2FW上。當穩壓電源出現故障輸出低電壓或負載發生短路時，由過流欠壓報警電路的輸出端51、61、62端輸出給蜂鳴器1FMQ、2FMQ發聲、燈光顯示3HDH、4HDH發光，故障排除後按復位控制按鈕1FW和2FW恢復工作。
所說的指示電路是指燈光指示和儀表指示，燈光指示電路是由引入電源經斷路器1K、2K的2、4端接至電源有電指示燈1HDB、2HDB上，顯示「Ⅰ路電源」或「Ⅱ路電源」的供電情況。儀表指示電路是指輸入電壓指示表V1接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的1、2端上，輸出電壓指示表V2接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的4、6端上，軌道電路磁合成穩壓器的輸出電壓指示表V3接至軌道電路磁合成穩壓器的4、5端上。
上述參照附圖對發明的描述只是說明性的，而不構成對它的限制。顯然，在本發明的範圍內本領域普通技術人員可以對發明作出許多變型，但不脫離其實質。
權利要求
1.一種穩壓信號電源屏，包括主、備電源轉換電路、主迴路磁合成穩壓電路、相敏軌道磁合成穩壓電路和切換加速電路，其特徵在於所說的主、備電源轉換電路是由「Ⅰ路電源」、「Ⅱ路電源」經過液壓電磁斷路器1K、2K引至接觸器的主觸點1XLC1、1XLC2、2XLC1、2XLC2上，主觸點的另一端並聯後引至主迴路磁合成穩壓電路上，經過液壓電磁斷路器1K、2K還引出一路經過切換加速電路組件內的繼電器Z1、Z2，中間繼電器1CJ、接觸器線圈1XLC、2XLC，接觸器輔助觸點1XLC、2XLC，手動按鈕開關1TA、2TA接至電源的另一端；所說的主迴路磁合成穩壓電路是由接觸器主觸點1XLC1、1XLC2的輸出端接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的1、2端上，3端接地，由4、6端輸出後經輸出斷路器3K接至輸出端子P2的1、2端上；所說的相敏軌道磁合成穩壓電路是由接觸器主觸點1XLC3、2XLC3的輸出端接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的7、8端、6端接地，由4、5端輸出經輸出斷路器4K接至輸出端子P2的3、4端上；所說的切換加速電路是由液壓電磁斷路器1K、2K的2、4端引出線接至切換加速電路組件QG1、QG2的71、81端，切換加速電路組件QG1、QG2內的繼電器Z1、Z2由51、61端輸出接至接觸器1XLC、2XLC的控制線圈上。
2.根據權利要求1所述的穩壓信號電源屏，其特徵在於，該穩壓信號電源屏還包括過流欠壓報警電路，該電路是由主迴路磁合成穩壓器XHWY的4、6端引出線接至過流欠壓報警電路組件BJ的輸入端72、82腳上，由相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的4、5端引出線接至過流欠壓報警電路組件BJ的輸入端71、81腳上，過流欠壓報警電路組件BJ的輸出端51、61、62端輸出後接蜂鳴器1FMQ、2FMQ、燈光顯示器3HDH、4HDH，報警電路的42、53、63端接復位控制按鈕1FW和2FW。
3.根據權利要求1所述的穩壓信號電源屏，其特徵在於，該穩壓信號電源屏還包括燈光指示電路和儀表指示電路，燈光指示電路是由引入電源經斷路器1K、2K的2、4端接至電源有電指示燈1HDB、2HDB上，儀表指示電路是指輸入電壓指示表V1接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的1、2端上，輸出電壓指示表V2接至主迴路磁合成穩壓器XHWY的4、6端上，軌道電路磁合成穩壓器的輸出電壓指示表V3接至軌道電路磁合成穩壓器的4、5端上。
4.根據權利要求1所述的穩壓信號電源屏，其特徵在於，該穩壓信號電源屏還包括隔離電路，該電路是由液壓電磁斷路器1K、2K的2、4端引出一路接至隔離變壓器BT1、BT2的輸入端，BT1、BT2的輸出端一端並聯後接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的7端；另一端經過接觸器主觸點1XLC3、2XLC3接至相敏軌道磁合成穩壓器GDWY的8端。
5.根據權利要求1所述的穩壓信號電源屏，其特徵在於，所述的主迴路磁合成穩壓器和軌道磁合成穩壓器鐵心為外鐵式結構，其由日字形鐵心及兩個磁分路S1、S2構成，整個鐵心分成三個部分第一部分是處於非飽和狀態的初級繞組W1、W2，第二部分是處於飽和狀態的次級繞組W3及諧振繞組W4，第三部分是補償繞組W5。
全文摘要
本發明涉及一種高精度穩壓信號電源屏,包括主、備電源轉換電路、主迴路磁合成穩壓電路、相敏軌道磁合成穩壓電路和切換加速電路,本發明的優點在於:加快了主、備電源切換速度,保證了25Hz相敏軌道電路不停振,使信號指揮系統安全可靠的工作,不閃紅光帶;由於採用了磁合成穩壓技術,使穩壓範圍更寬、穩壓精度更高、電壓波形失真小、抗幹擾能力強、響應時間快、無故障工作時間長、安全可靠性高。
文檔編號G05F1/10GK1311554SQ0010301
公開日2001年9月5日 申請日期2000年2月28日 優先權日2000年2月28日
發明者喬樹鳳, 馬俊君, 劉長河, 劉邦基 申請人:北京市華夏安全設備製造廠