专利名称：一种内燃机车辅机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内燃机车辅机控制装置，属于内燃机车辅助发电机励磁电流的控制装置类。
目前内燃机车辅机控制装置，由于其工作电源直接采用电阻、稳压管串联稳压，因而精度低，工作可靠性差；开关管用功率三极管饱和压降大，触发脉冲由运算放大器产生，陡度较小，易造成开关管过热；辅机过压时，过压保护电路不自锁，使辅机在正常励磁与故障励磁间来回切换，造成输出电压抖动，另外当机车柴油机起机时，外线路产生的过电压易击穿开关管。造成开关管故障率较高，稳压控制芯片损坏时，造成辅机过压不保护等问题。
本实用新型的目的在于提供一种改进的能有效控制辅助发电机输出电压稳定和空压机软启动的内燃机车辅机控制装置；从而克服现有辅机的上述各种缺陷。
本实用新型所述的内燃机车辅机控制装置包括电源电路1、稳压控制电路2、空压机软启动控制电路3、辅机过压保护电路4等组成，其特征是机车辅助回路励磁电压高端+110V电压一路经电源电路1形成供整个控制装置使用的+5V、+12V电源，另一路则经设置的延时控制电路5与稳压控制电路2相连；空压机启动指令经空压机软启动控制电路3延时一定时间输出一个空压机启动执行命令，同时还产生一个控制信号至稳压控制电路2，辅机电压反馈信号经辅机过压保护电路4形成辅机过压保护命令输出至保护电路，另一路输入至完成辅机电压稳压控制的稳压控制电路2。
所述延时控制电路(5)由电容器C4正端输出的110V电压经LC滤波电路、电阻器R10与电容器C6接通，在R10C6=2.5秒充电后，输至比较器N1D的正向输入端，该N1D反向输入端经电阻器R11接至+5V电源；其输出端经R14与场效应管V13栅极相连，该场效应管V13的漏极与接触器初级线圈相连，源极与电源地相接。
所述过电压保护电路(4)的机车辅助回路辅机电压反馈信号经电阻R22和电位器R23分压送入运放器N2A同相端3脚，经与反向端2脚基准电压比较，由1脚根据比较结果输出高电平或低电平；一路经电阻R25、R27与控制场效管V18相连，并由V18通过继电器K3控制故障励磁电路；另一路与运放器N2C的正向输入端相接，N2C的反向输入端与输出端相连，构成一个电压跟随器，其输出端通过电阻器R42与二极管V27的串联电路与运放器N2A的正向输入端相连。
所述电源电路(1)的机车辅助回路励磁电压高端+110V电压由二极管V2输入，经差模电感器L2、共模电感器L1、电容器C3、C4组成的LC滤波网络和由电阻器R5～R9、稳压二极管V7、V9、三极管V8、电容器C5元件组成的稳压环节后，在电容器C5上形成+12V工作电压，在V9上形成+5V基准电压，在C4上形成110V工作电压输出至延时控制电路(5)。
所述稳压控制电路(2)的机车辅助回路辅机电压反馈经电阻器R15、R16与电位器R18分压后电压值加在比较器芯片N1A的反向输入端6脚，其同向端7脚加上基准电压A，此基准电压由空压机软启动控制回路输入，由比较器N1A输出脉冲信号，通过电阻R3、R4至场效应开关管V5、V6的栅极。
所述的空压机软启动控制装置(3)的由乘务员或空气压力检测系统发出的110V空压机启动指令一路经电阻器R37～R40、R28、R29、二极管V21、稳压二极管V22、电容器C14、比较器N1C组成的延时电路，在(R37+R38)C14=2.5秒时，由比较器N1C的14脚输出高电平，经电阻R28触发场效应管V24导通，从而使继电器K2吸合，其常开接点闭合，接通外电路空压机启动控制通路；另一路经电阻器R30～R35、电容器C11、C12、C16、二极管V19、V20比较器N1B组成的比较器电路，控制比较器N1B的2脚输出调整基准A点电位的电平，从而输出送至稳压控制电路。
本实用新型的内燃机车辅机控制装置具有工作可靠，开关管不过热，故障率低，具有过电压自锁保护功能，输出电压稳定。
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的原理框图2是电源电路；图3是稳压控制装置；图4是空压机软启动控制装置；图5是辅机过压保护电路；图6是延时控制装置。
以下结合附图进一步阐述本发明，并给出本发明的实施例。
本实施例的工作原理是机车辅助回路励磁电压高端+110V电压一路经电源电路(1)形成+5V、+12V电源，供整个控制装置使用；另一路输入至延时控制电路(5)延时2.5秒，输出一个控制信号至稳压控制电路(2)使电路开始工作。空压机启动指令经空压机软启动控制电路(3)延时2.5秒输出一个空压机启动执行命令，同时还产生一个控制信号至稳压控制电路(2)，与空压机软启动控制电路(3)一起控制空压机软启动；辅机电压反馈信号经辅机过压保护电路(4)形成辅机过压保护命令，另一路输入至稳压控制装置(2)完成辅机电压的稳压控制。
电源电路1如图2所示。机车辅助回路励磁电压高端+110V电压由隔离管V2输入，经差模电感器L2、共模电感器L1、电容器C3、C4组成的LC滤波网络和由电阻R5～R9、稳压二极管V7、V9、三极管V8、电容器C5元件组成的稳压环节后，在电容器C5上形成+12V工作电压，在V9上形成+5V电压基准，同时在电容器C4上形成110V工作电压供延时电路6使用。
稳压控制电路2如图3所示，机车辅助回路辅机电压反馈经电阻R15、R16与电位器R18分压后电压值加在比较器芯片N1A的反向输入端6脚，其同向端7脚加上基准电压A，此基准电压由空压机软启动控制回路产生调整，由比较器输出脉冲信号，通过电阻器R3、R4至场效应开关管V5、V6的栅极控制其通断，实现辅机电压的稳压控制。由于本电路设计在控制芯片上采用比较器替代原设计中运算放大器提高了触发脉冲陡度，再加上用场效应管取代三极管；使其耗散功率大为降低。
图4为空压机软启动控制电路3，由乘务员或空气压力检测系统发出的110V空压机启动指令一路经电阻器R37～R40、R28、R29、二极管V21、稳压二极管V22、电容器C14、比较器N1C组成的延时电路，其时间常数t=(R37+38)C14，本实施例中延时时间为2.5秒，使比较器N1C的14脚输出高电平，经电阻器R28触发场效应管V24导通从而使继电器K2吸合，其常开接点闭合，接通外电路空压机启动执行指令通路；另一路经电阻器R30～R35、电容器C11、C12、C16、二极管V19、V20比较器N1B组成的比较器电路，控制比较器N1B的2脚输出电平，从而调整基准A点电位，输出至稳压控制装置，控制辅机电压在空压机启动时降压输出。
辅机过电压保护电路4如图5。机车辅助回路辅机电压反馈信号经电阻器R22和电位器R23分压送入运放器N2A同相端3脚，它与反向端2脚基准电压比较，1脚根据比较结果输出高电平或低电平，经电阻器R25、R27控制场效管V18通断，从而通过继电器K3控制故障励磁电路工作。N2C组成的电压跟随器，当辅机输出过压时，N2A的1脚高电平信号经由电压跟随器N2C、R42、二极管V27使N2A运放器自锁，N2A的3脚电平不受机车辅助回路辅机电压反馈信号影响，1脚保持高电平，从而使场效应开关管V18保持导通，辐机处于故障励磁工作状态，因此当辅机故障时，辅机不会在正常励磁与故障励磁间来回切换致使输出110V电压抖动。
延时控制电路5如图6。为解决原设计柴油机起机时，启动电机由电动机向发电机转换过程中外线路产生的过电压对开关管冲击，造成开关管大量损坏问题，本设计新增加延时控制装置。电路开始工作时，机车辅助回路励磁电压高端+110V电压经LC滤波网络滤波后的110V电压通过电阻R10向电容器C6充电，其充电时间常数t=R10C6，本实施例中延时时间2.5秒左右，电容器C6电压由0V增加至5V，比较器同向端电位大于反向端基准电位，其输出端输出高电平，场效应管V13导通，接触器K1吸合，稳压控制装置接通外线路，延时工作完成。
比较器N1C、N1B、运放器N2A和N2C均以通常的方式与+12V电源和电源地极相接。
权利要求1.一种内燃机车辅机控制装置，包括电源电路1、稳压控制电路2、空压机软启动控制电路3、辅机过压保护电路4组成，其特征是机车辅助回路励磁电压高端+110V电压一路经电源电路1形成供整个控制装置使用的+5V、+12V电源，另一路则经设置的延时控制电路5与稳压控制电路2相连；空压机启动指令经空压机软启动控制电路3延时一定时间输出一个空压机启动执行命令，同时还产生一个控制信号至稳压控制电路2，辅机电压反馈信号经辅机过压保护电路4形成辅机过压保护命令输出至保护电路，另一路输入至完成辅机电压稳压控制的稳压控制电路2。
2.根据权利要求1所述的一种内燃机车辅机控制装置，其特征在于A、所述延时控制电路(5)由电容器C4正端输出的110V电压经LC滤波电路，电阻器R10与电容器C6接通，在R10C6=2.5秒充电后，输至比较器N1D的正向输入端，该N1D反向输入端经电阻器R11接至+5V电源；其输出端经R14与场效应管V13三极相连，该场效应管V13的漏极与接触器初级线国圈相连，源极与电源地相接；B、所述过电压保护电路(4)的机车辅助回路辅机电压反馈信号经电阻R22和电位器R23分压送入运放器N2A同相端3脚，经与反向端2脚基准电压比较，由1脚根据比较结果输出高电平或低电平；一路经电阻R25、R27与控制场效管V18相连，并由V18通过继电器K3控制故障励磁电路；另一路与运放器N2C的正向输入端相接，N2C的反向输入端与输出端相连，构成一个电压跟随器，其输出端通过电阻器R42与二极管V27的串联电路与运放器N2A的正向输入端相连；C、所述电源电路(1)的机车辅助回路励磁电压高端+110V电压由二极管V2输入，经差模电感器L2、共模电感器11、电容器C3、C4组成的LC滤波网络和由电阻器R5～R9、稳压二极管V7、V9、三极管V8、电容器C5元件组成的稳压环节后，在电容器C5上形成+12V工作电压，在V9形成+5V电压基准，在C4上形成110V工作电压输出至延时控制装置(5)；D、所述稳压控制装置(2)的机车辅助回路辅机电压反馈经电阻器R15、R16与电位器R18分压后电压值加在比较器芯片N1A的反向输入端6脚，其同向端7脚加上基准电压A，此基准电压由空压机软启动控制回路输入，由比较器N1A输出脉冲信号，通过电阻R3、R4至场效应开关管V5、V6的栅极；E、所述的空压机软启动控制装置(3)的由乘务员或空气压力检测系统发出的110V空压机启动指令一路经电阻器R37～R40、R28、R29、二极管V21、稳压二极管V22、电容器C14、比较器N1C组成的延时电路，在(R37+R38)C14=2.5秒时，由比较器N1C的14脚输出高电平，经电阻R28触发场效应管V24导通，从而使继电器K2吸合，其常开接点闭合，接通外电路空压机启动控制通路；另一路经电阻器R30～R35、电容器C11、C12、C16、二极管V19、V20比较器N1B组成的比较器电路，控制比较器N1B的2脚输出调整基准A点电位的电平，从而输出送至稳压控制电路。
专利摘要内燃机车辅机控制装置包括电源电路、稳压控制电路、空压机软启动控制电路、辅机过压保护电路等,其特征是在机车辅助回路励磁电压高端+110V输出的两支电路在其中一支电路增设一个延时控制电路,在辅助电机过电压保护电路中设置一个自锁电路,并选用功率场效应管、比较器分别取代贯用的功率三极管和运算放大器,提高触发脉冲陡度。既大幅度降低开关管故障,又防止110V输出电压抖动问题。
文档编号F02D45/00GK2345706SQ98231758
公开日1999年10月27日 申请日期1998年12月3日 优先权日1998年12月3日
发明者任文毅 申请人:铁道部株洲电力机车研究所