和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置制造方法及图纸

一种和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置，包括数据采集与信号处理显示终端和驾驶室状态显示终端；其中数据采集与信号处理显示终端包括接触器单元、开关状态检测单元、触电电阻检测单元、MCU1单元、A/D变换电路单元、光电隔离串行口单元、MCU2单元、状态指示1单元、通信单元1、数据存储单元；驾驶室状态显示终端包括通信单元2、MCU3单元、状态指示2单元、声光报警单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动化技术，特别是一种和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置。
技术介绍
“和谐号”HXD3是中国铁路的干线货运电力机车主力车型之一，铁总现有500台投入使用。工作电源:单相交流25KV/50Hz；电传动方式：交-直-交传动；持续功率：7200KW；持续速度70Km。在机车的两端各设有一个司机室，两个司机室的中间是机械室。在机械室内设有600mm宽的中央通道，通道左右两侧设有主变流装置、通风机和压缩机等设备。在机械室内安装了多个几千瓦至几十千瓦辅助风机，受高压接触器控制，用来对电力机车功率设备进行散热降温。电力机车牵引供电系统采用三相交流制，每隔25Km-30Km建一个变电站，采用分相(A、B、C)交替分相供电方式，保证三相电对称负荷，不影响电力系统的三相对称性，功率因数接近于1，并能将无功电流、负序电流、通讯干扰等减到最小值。牵行变电所相对简单，三相异步电动机运行可靠、维护方便。电力机车需不断通过牵行变电所进行分相交替供电。由于辅助风机是感性负载，其瞬态电流大大超过额定电流，而使接触器进入过流保护状态，造成相关的辅助风机停转，影响机车正常运行，出现机车停车等故障现象；其次，接触器触点随着使用时间的增长，触点接触电阻会从开始的几mΩ增加到几十mΩ，或超过100mΩ。如未及时发现这种触点阻抗的变化，在几十A工作电流流过时引起触点功耗大幅增加，以至触点烧毁，造成机车故障。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置。该装置涉及了和谐号电力机车辅助风机高压工作接触器的触点开关状态和触点电阻值进行实时检测，根据给出的状态信息，司机对接触器过流保护等故障采取应急措施，检修人员通过下载存储数据进行后续分析处理，找出接触器可能存在故障隐患。一种和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置，包括数据采集与信号处理显示终端和驾驶室状态显示终端；其中数据采集与信号处理显示终端包括接触器单元、开关状态检测单元、触电电阻检测单元、MCU1单元、A/D变换电路单元、光电隔离串行口单元、MCU2单元、状态指示1单元、通信单元1、数据存储单元；驾驶室状态显示终端包括通信单元2、MCU3单元、状态指示2单元、声光报警单元；接触器单元输入端与电力机车待测端连接且输出端分别与开关状态检测单元输入端、触电电阻检测单元输入端连接，开关状态检测单元输出端与MCU1单元输入端连接，触电电阻检测单元输出端与A/D变换电路单元输入端连接，A/D变换电路单元输出端与MCU1单元输入端连接，MCU1单元输出端通过光电隔离串行口单元与MCU2单元输入端连接，MCU2单元输入端还与数据存储单元连接，MCU2单元输出端分别与状态指示1单元、通信单元1连接；通信单元2与通信单元1通信且输出端与MCU3单元输入端连接，MCU3单元输出端分别与状态指示2单元、声光报警单元；开关状态检测单元检测接触器单元开关状态，触电电阻检测单元获取接触器单元触点接触电阻值，A/D变换电路单元将电阻值转换为数字信号，MCU1单元对接触器开关量与电阻值进行处理，MCU2单元处理MCU1单元馈送的信号，状态指示1单元根据MCU2单元的输出信号发出不同指示信号，通信单元1将MCU2单元处理信号发送，数据存储单元用于存储接触器状态数据，通信单元2接收数据存储单元发出的信号，MCU3单元对通信单元2接收的信号进行处理，状态指示2单元根据MCU3单元的输出信号发出不同指示信号，声光报警单元根据MCU3单元的输出信号发出警报。本专利技术应用了开关状态检测电路、触点电阻检测电路对辅助风机控制的高压工作接触器的开关状态和触点电阻进行实时、准确地检测，在接触器出现过流保护触点断开、接触器触点接触电阻值大于初始值10倍以上等故障时，装置及时给出故障状态指示和声光报警，提示机车司机采取应急措施；同时，装置配置EEPROM实时全程记录接触器开关状态和接触器触点接触电阻值，通过USB单元下载数据，并由专用软件进行数据分析，以消除接触器可能存在的隐患，保证铁路大动脉安全畅通运行。下面结合说明书附图对本专利技术作进一步描述。附图说明图1为本专利技术一种和谐号HXD3电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置的结构框图。图2为图1中接触器单元与开关状态检测单元电路图。图3为图1中触点电阻检测单元电路图。图4为图1中模拟量多路选择单元与AD变换单元电路图。图5为图1中光电隔离串行口单元电路图。图6为图1中MCU2单元与状态指示1单元电路图。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种“和谐号”HXD3电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置包括：接触器单元1、开关状态检测单元2、触点电阻检测单元3、模拟量多路选择单元4、MCU1单元5、光电隔离串行口单元6、AD变化电路单元7、MCU2单元8、状态指示1单元9、USB接口单元10、Zigbee通信模块1单元11、EEPROM存储器单元12、Zigbee通信模块2单元13、MCU3单元14、状态指示2单元15、声光报警单元16。接触器单元1前后端输出端(SW-A1/SW-A2)与开关状态检测单元2输入端相连，检测接触器开关状态。接触器单元1前后端输出与触点电阻检测单元3输入端相连，获取接触器触点接触电阻值。开关状态检测单元2输出与MCU1单元5相连，开关状态量输入MCU1。触点电阻检测单元3输出与模拟量多路选择单元4输入相连，模拟量多路选择单元4输出与AD变化电路单元7相连。AD变换电路单元7输出与MCU1单元5相连输入触点接触电阻值数字量，MCU1分析处理前端输入开关量和数字量。MCU1单元5串行口(TXD1/RXD1)与光电隔离串行口单元6相连，光电隔离串行口单元6与MCU2单元8串行口(TX2/RX2)相连，实现MCU1与MCU2之间电气隔离的高速数据通信。MCU2单元8与状态指示1单元9相连，给出接触器状态指示。MCU2单元8与USB接口单元10相连可以下载EEPROM存储器单元12中的数据进行后续数据分析，找出接触器可能存在的技术隐患。MCU2单元8与Zigbee通信模块1单元11相连可以实现与驾驶室状态终端通信。MCU2单元8与EEPROM存储器单元12相连实现接触器触点开关量与触点电阻数字量存储。Zigbee通信模块2单元13与MCU3单元14相连，MCU3单元14与态指示2单元15相连，MCU3单元14与声光报警单元16相连，司机根据状态指示和声光报警信息进行应急处理，保证机车正常、畅通运行。如图1所示，MCU1单元5、MCU2单元8和MCU3单元14选用双串口、带SPI总线单片机(STC12C5A60S2)，实现单片机之间数据通信、Zigbee通信模块之间通信、EEPROM数据存储和USB数据下载等功能。结合图2，开关状态检测单元2的电路包括：压敏电阻R2与R7(270V/7D)，稳压管D1-2(1N4749)，三极管V1-2(2N2222)及电阻。压敏电阻R2与R7、稳压管D1-2构成两级抗干扰电路来抑制电力机车浪涌干扰；抗干扰电路输出与三极管V1-2(2N2222)开关电路相连，V1-2的集电极输出开关量信号。结合图3，触点电阻检测单元3的电路包括：分压电阻R11-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置，其特征在于，包括数据采集与信号处理显示终端和驾驶室状态显示终端；其中数据采集与信号处理显示终端包括接触器单元(1)、开关状态检测单元(2)、触电电阻检测单元(3)、MCU1单元(5)、A/D变换电路单元(7)、光电隔离串行口单元(6)、MCU2单元(8)、状态指示1单元(9)、通信单元1(11)、数据存储单元(12)；驾驶室状态显示终端包括通信单元2(13)、MCU3单元(14)、状态指示2单元(16)、声光报警单元(15)；接触器单元(1)输入端与电力机车待测端连接且输出端分别与开关状态检测单元(2)输入端、触电电阻检测单元(3)输入端连接，开关状态检测单元(2)输出端与MCU1单元(5)输入端连接，触电电阻检测单元(3)输出端与A/D变换电路单元(7)输入端连接，A/D变换电路单元(7)输出端与MCU1单元(5)输入端连接，MCU1单元(5)输出端通过光电隔离串行口单元(6)与MCU2单元(8)输入端连接，MCU2单元(8)输入端还与数据存储单元(12)连接，MCU2单元(8)输出端分别与状态指示1单元(9)、通信单元1(11)连接；通信单元2(13)与通信单元1(11)通信且输出端与MCU3单元(14)输入端连接，MCU3单元(14)输出端分别与状态指示2单元(16)、声光报警单元(15)；开关状态检测单元(2)检测接触器单元(1)开关状态，触电电阻检测单元(3)获取接触器单元(1)触点接触电阻值，A/D变换电路单元(7)将电阻值转换为数字信号，MCU1单元(5)对接触器开关量与电阻值进行处理，MCU2单元(8)处理MCU1单元(5)馈送的信号，状态指示1单元(9)根据MCU2单元(8)的输出信号发出不同指示信号，通信单元1(11)将MCU2单元(8)处理信号发送，数据存储单元(12)用于存储接触器状态数据，通信单元2(13)接收数据存储单元(12)发出的信号，MCU3单元(14)对通信单元2(13)接收的信号进行处理，状态指示2单元(16)根据MCU3单元(14)的输出信号发出不同指示信号，声光报警单元(15)根据MCU3单元(14)的输出信号发出警报。...

【技术特征摘要】
1.一种和谐号电力机车辅助风机控制接触器触点状态监测装置，其特征在于，包括数据采集与信号处理显示终端和驾驶室状态显示终端；其中数据采集与信号处理显示终端包括接触器单元(1)、开关状态检测单元(2)、触电电阻检测单元(3)、MCU1单元(5)、A/D变换电路单元(7)、光电隔离串行口单元(6)、MCU2单元(8)、状态指示1单元(9)、通信单元1(11)、数据存储单元(12)；驾驶室状态显示终端包括通信单元2(13)、MCU3单元(14)、状态指示2单元(16)、声光报警单元(15)；接触器单元(1)输入端与电力机车待测端连接且输出端分别与开关状态检测单元(2)输入端、触电电阻检测单元(3)输入端连接，开关状态检测单元(2)输出端与MCU1单元(5)输入端连接，触电电阻检测单元(3)输出端与A/D变换电路单元(7)输入端连接，A/D变换电路单元(7)输出端与MCU1单元(5)输入端连接，MCU1单元(5)输出端通过光电隔离串行口单元(6)与MCU2单元(8)输入端连接，MCU2单元(8)输入端还与数据存储单元(12)连接，MCU2单元(8)输出端分别与状态指示1单元(9)、通信单元1(11)连接；通信单元2(13)与通信单元1(11)通信且输出端与MCU3单元(14)输入端连接，MCU3单元(14)输出端分别与状态指示2单元(16)、声光报警单元(15)；开关状态检测单元(2)检测接触器单元(1)开关状态，触电电阻检测单元(3)获取接触器单元(1)触点接触电阻值，A/D变换电路单元(7)将电阻值转换为数字信号，MCU1单元(5)对接触器开关量与电阻值进行处理，MCU2单元(8)处理MCU1单元(5)馈送的信号，状态指示1单元(9)根据MCU2单元(8)的输出信号发出不同指示信号，通信单元1(11)将MCU2单元(8)处理信号发送，数据存储单元(12)用于存储接触器状态数据，通信单元2(13)接收数据存储单元(12)发出的信号，MCU3单元(14)对通信单元2(13)接收的信号进行处理，状态指示2单元(16)根据MCU3单元(14)的输出信号发出不同指示信号，声光报警单元(15)根据MCU3单元(14)的输出信号发出警报。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，接触器单元(1)若干分别与不同电力机车待测端连接，开关状态检测单元(2)和触电电阻检测单元(3)与接触器单元(1)数量匹配且对应连接；装置还包括与所有触电电阻检测单元(3)输出端连接模拟量多路选择单元(4)，用于一时刻仅有一路电阻值数据送至A/D变换电路单元(7)。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：江国栋，丁龙刚，赵蕾，李良，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32