A practical training platform for railway phase-sensitive track circuit is designed with integrated structure, including upper computer, fault setting unit, micro power supply screen, combined circuit and outdoor equipment. Outdoor equipment includes track transformer and rail. Upper computer is used for practical operation, combined circuit is used to simulate the control of outdoor equipment, fault setting unit is used for fault setting or repair, and micro-equipment. The power supply screen is used to provide track power supply, local power supply and working power supply for the internal circuit of the training platform. The training platform establishes two section track circuits, which are consistent with the scene. It can simulate real railway fault on site. It has the functions of manual voltage regulation and automatic voltage stabilization. It can conveniently switch between microelectronics and relay-type phase-sensitive track circuits freely and realize fault simulation of two kinds of phase-sensitive track circuits. The setting and repairing of the faults are completed on the upper computer. It has high efficiency and can meet the needs of experimental and practical teaching of phase-sensitive track circuit in Railway Vocational colleges.
【技术实现步骤摘要】
一种铁路相敏轨道电路实训平台
本技术涉及一种铁路教学培训设备，特别涉及一种适用于高等职业院校、铁路企事业现场人员轨道交通企业进行技术培训的铁路相敏轨道电路实训平台。
技术介绍
随着我国高速铁路、城市轨道交通的进一步发展，相敏轨道电路在轨道交通中广泛应用，相敏轨道电路主要为铁路现场提供列车占用检查及钢轨完整性检查功能，在国铁上主要应用25Hz轨道电路，采用25Hz主要是为了避开机车牵引50Hz电流干扰，而在城市轨道交通中，由于绝大部分地铁轨道电路采用直流电进行机车牵引，不存在牵引电流干扰，故采用50Hz或25Hz。由于相敏轨道电路的重要性，高职院校学生必须牢固掌握相敏轨道电路的原理、常见故障及故障处理方法，而铁路用相敏轨道电路已定型，或使用继电式相敏轨道电路，或使用微电子式相敏轨道电路，且不允许非故障情况下操作，因此只能理论性的介绍，不能够满足实际教学需求。现有铁路设备对教学、培训存在以下不足：1．故障模拟时，总是人为剪断线路，频繁插拔继电器，教学效率低，甚至导致设备损坏；2．对学校而言，人才培养要与企业对接，一套设备不能针对两种相敏轨道电路；3．铁路现场人员遵守三...
【技术保护点】
1.一种铁路相敏轨道电路实训平台,其特征在于：该平台采用一体化结构设计，包括上位机（101）、故障设置单元（102）、微型电源屏（103）、组合电路（104）和室外设备（105），所述室外设备包括轨道变压器和钢轨；所述上位机与故障设置单和电连接，组合电路同时与故障设置单元和室外设备电连接，微型电源屏与组合电路电连接；所述组合电路用于模拟对室外轨道区段的控制，包括继电式相敏轨道电路组合和微电子式相敏轨道电路组合，所述继电式相敏轨道电路组合和微电子式相敏轨道电路组合均为2组，分别连接2个轨道区段的室外设备，当有车占用其中一区段时，该区段组合电路的指示继电器落下，列车出清该区段时...
【技术特征摘要】
1.一种铁路相敏轨道电路实训平台,其特征在于：该平台采用一体化结构设计，包括上位机（101）、故障设置单元（102）、微型电源屏（103）、组合电路（104）和室外设备（105），所述室外设备包括轨道变压器和钢轨；所述上位机与故障设置单和电连接，组合电路同时与故障设置单元和室外设备电连接，微型电源屏与组合电路电连接；所述组合电路用于模拟对室外轨道区段的控制，包括继电式相敏轨道电路组合和微电子式相敏轨道电路组合，所述继电式相敏轨道电路组合和微电子式相敏轨道电路组合均为2组，分别连接2个轨道区段的室外设备，当有车占用其中一区段时，该区段组合电路的指示继电器落下，列车出清该区段时，该区段组合电路的指示继电器吸起；所述故障设置单元用于完成组合电路故障点的设置或修复，故障设置单元包括主板和N块故障板，故障板的数量N与故障点的设置数量对应；故障板是故障设置或修复的执行部分，主板根据上位机命令驱动故障板中的故障继电器吸起或落下，实现故障点的设置或修复；所述微型电源屏包括系统供电板、交直流板、轨道电源板和局部电源板；所述系统供电板包括电源电路Ⅰ、CPU1电路和CPU2电路；电源电路Ⅰ包括ACDC24模块、ACDC12模块和DC24-05模块；ACDC24模块用于把220V市供交流电变换为24V直流电，为组合电路中的指示继电器、微电子接收器和报警盒提供工作电源；ACDC12模块用于把220V市供交流电变换为12V直流电，为交直流板、轨道电源板和局部电源板提供工作电源；DC24-05模块用于把12V直流电变换为5V直流电为系统供电板之CPU1电路和CPU2电路提供工作电源；CPU1电路一是用于对轨道电源板送来的轨道电压信号VGC和局部电源板送来的局部电压信号VJC进行模数转换和检测；二是用于判断所检测电压值是否满足要求，如果不满足，则通过I/O通信口向CPU2电路输出偏低或偏高的信息；三是用于显示轨道电源与局部电源电压；CPU2电路一是用于完成四路高电平为5V的SPWM波输送给轨道电源板和局部电源板中的驱动电路，驱动电路输出高电平为12V的SPWM波，输送给逆变电路；二是根据CPU1电路输送的轨道电源和局部电源电压偏低或偏高的信息调节电压：电压值偏低则降低SPWM波的占空比从而提高轨道电源的输出幅度，电压值偏高则升高SPWM波的占空比从而降低轨道电源的输出幅度；三是对轨道电源与局部电源的相位差进行显示；所述交直流板包括交直流变换电路、电源变换电路Ⅰ、延时控制电路和延时继电器；交直流变换电路用于将250V交流电经整流和滤波限流后变换为350V直流电；电源变换电路Ⅰ用于将来自系统供电板的12V直流电变换为5V直流电，为延时控制电路提供工作电源；延时控制电路用于控制延时继电器延时吸起，从而使交直流变换电路中的电容充电限流电阻短路，以保证交直流变换电路输出电压功率稳定；所述轨道电源板与局部电源板结构相同、包括电源变换电路Ⅱ、逆变电路、驱动电路、电压检测电路和过流检测电路；电源变换电路Ⅱ用于将来自系统供电板的12V直流电转为5V直流电，为逆变电路、驱动电路、电压检测电路以及过流检测和短路保护电路提供工作电源；逆变电路用于将交直流变换电路送来的350V直流电转变为频率为25HZ的220V或110V交流电，220V交流电用于轨道电源，110V交流电用作局部电源；驱动电路用于控制逆变电路输出携带有25Hz交流电的高压脉冲，通过滤波后产生频率25HZ交流电源；电压检测电路用于检测负载即轨道变压器两端电压，并自动稳压；过流检测电路用于检测逆变电路输出的电流的大小，如果过大则输出高电平使驱动电路停止工作，逆变电路截止切断电源，实现对逆变电路的保护；所述轨道电源板与局部电源板输出电压不同，轨道电源板输出25HZ/220V交流电作为轨道电源，局部电源板输出25HZ/110V交流电作为局部电源。2.根据权利要求1所述的一种铁路相敏轨道电路实训平台,其特征在于：所述系统供应板之CPU2电路包括CPU2芯片、相位差显示数码管（PHC）、下载口接线（JTG）、数字编码旋钮（FOR）和外部条件输出（XZK）；所述CPU1电路包括单片机CPU8-16、数码管SMG和数码管SMG1：所述相位差显示数码管（PHC）的1脚接地，5脚接5V直流电，2、3、4脚分别接CPU2芯片的1、2、3脚；下载口接线（JTG）的2脚接地，1脚接5V直流电，3、4脚分别接CPU2芯片的13、14脚；数字编码旋钮（FOR）的5脚接地，4脚接5V直流电，3脚接CPU2芯片的17脚，1脚接CPU2芯片的15脚，2脚接CPU2芯片的16脚；外部条件输出（XZK）的1脚接地，2、3、4、5脚分别接CPU2芯片的28、27、26、25脚；CPU2芯片的24脚、23脚、22脚和20脚分别接驱动电路的输入端、向其输入高电平为5V的SPWM波，CPU2芯片的4、5、6、7脚分别接CPU1电路之单片机CPU8-16的四个I/O通信接口即3、2、13和15脚以实现数据通信；单片机CPU8-16的10脚和12脚分别接轨道电源板和局部电源板之电压检测电路的输出端，其I/O通信接口15脚和13脚分别接CPU2电路的CPU2芯片之6脚和7脚；单片机CPU8-16一是用于对轨道电源板送来的轨道电压信号VGC和局部电源板送来的局部电压信号VJC进行模数转换和检测；二是用于判断所检测电压值是否满足要求，如果不满足，则通过I/O通信口15脚和13脚向CPU2电路输出偏低或偏高的信息；数码管SMG和数码管SMG1分别用于显示轨道电源与局部电源电压。3.根据权利要求2所述的一种铁路相敏轨道电路实训平台，其特征在于：所述逆变电路包括局部上端MOS管（Q7）、局部下端MOS管（Q8）、轨道上端MOS管（Q5）、轨道下端MOS管（Q6）、电感线圈L3、电感线圈L4，电阻R56、电阻R57、电阻R58、电阻R59、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、二极管D18、二极管D19、二极管D20和二极管D21；电阻R56、电阻R57、电阻R60和电阻R61为限流电阻，二极管D18、二极管D19、二极管D20和二极管D21为续流二极管，电阻R58、电阻R59、电阻R62和电阻R63为回路电阻，电阻R65为检测电阻，其输出端（KTS）向过流检测电路输出反馈电流信号（IFB）；SPWM波Ⅰ（LO1）和SPWM波Ⅱ（HO1）是来自驱动电路第一路开关驱动芯片的具有相同频率、相位相反的高电平为12V的SPWM波，SPWM波Ⅲ（LO2）和SPWM波Ⅳ（HO2）是来自驱动电路第二路开关驱动芯片的具有相同频率、相位相反的SPWM波，SPWM波Ⅱ（HO1）和SPWM波Ⅲ（LO2）与SPWM波Ⅰ（LO1）和SPWM波Ⅳ（HO2）频率相同、相位相反；直流电DC350来自交直流变换电路。4.根据权利要求3所述的一种铁路相敏轨道电路实训平台,其特征在于：所述驱动电路由两路完全相同的开关驱动电路构成，其核心器件为开关驱动芯片（IR2113S），第一路开关驱动芯片的12、14脚分别接CPU2芯片的24脚和23脚，输入两路高电平为5V的SPWM波，分别从1脚和8脚输出两路高电平为12V的SPWM波Ⅰ（LO1）和SPWM波Ⅱ（HO1），送给逆变电路的局部下端MOS管（Q8）和局部上端MOS管（Q7），使其导通或截止，从而输出携带有25Hz交流电的高压脉冲；第二路开关驱动芯片的12、14脚分别接CPU2芯片的22脚和20脚，输入两路高电平为5V的SPWM波，分别从1脚和8脚输出两路高电平为12V的SPWM波Ⅲ（LO2）和SPWM波Ⅳ（HO2），送给逆变电路的轨道下端MOS管（Q6）和轨道上端MOS管（Q5），使其导通或截止，从而输出携带有25Hz交流电的高压脉冲；5V电源来自电源变换电路，12V电源来自系统供电板。5.根据权利要求4所述的一种铁路相敏轨道电路实训平台，其特征在于：所述电压检测电路包括电压互感器（LCTV）和半波整流电路，电压互感器的输入端1脚和2脚接当前负载即轨道变压器两端电压，电压互感器的输出端5脚和4脚接半波整流电路，半波整流电路将经整流的直流电送回系统供应板之CPU1电路检测。6.根据权利要求5所述的一种铁路相敏轨道电路实训平台,其特征在于：所述过流检测电路包括电压比较器（LM393）、可控基准电源（TL431）、CPU3芯片以及放大电路，所述放大电路由运算放大器（LM358）、电阻R73、电阻R74和电容C38构成；5V直流电通过电阻R71接可控基准电源（TL431）的1脚，可控基准电源（TL431）的1脚接电压比较器（LM393）的2脚输入高精度电压源，运算放大器（LM358）的3脚通过电阻R75接逆变电路中的检测电阻R65...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，陶汉卿，莫振栋，傅以盘，蒋建华，王兴仁，
申请(专利权)人：柳州铁道职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广西,45
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