用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，其包括：線性電位器、輸出電壓采集分壓電路、基準(zhǔn)電壓采集電路、第一減法電路和自動穩(wěn)壓輸出電路，線性電位器的兩端與機(jī)車電源連接，線性電位器的轉(zhuǎn)軸與控制器手柄連接，第一減法電路的兩個輸入端分別與輸出電壓采集分壓電路、基準(zhǔn)電壓采集電路的輸出端連接，自動穩(wěn)壓輸出電路的輸入端與第一減法器的輸出端連接。該系統(tǒng)中線性電位器相對應(yīng)繞線式的可變電阻器來說具有控制精度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，電路輸出功率較大，可對機(jī)車起到更好的控制作用，因此該控制系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)而言具有控制精度高、使用壽命長、安全可靠、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)車司機(jī)控制器，特別涉及一種用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)車司機(jī)控制器是鐵道機(jī)車、動車組及工業(yè)自動化的控制設(shè)備，作為機(jī)車換向、調(diào)速的主令電器。機(jī)車司機(jī)控制器在電機(jī)車中與機(jī)車牽引變流器連接，給變流器提供可識別的電機(jī)轉(zhuǎn)向信號及轉(zhuǎn)速信號，它是司機(jī)用來操縱機(jī)車運(yùn)行的主令電器。機(jī)車司機(jī)控制器利用控制電路輸出電壓的大小來調(diào)節(jié)控制機(jī)車的制動力度，引起其動作的好壞將會直接影響到機(jī)車的平穩(wěn)操縱以及各種工況的實(shí)現(xiàn)。
[0003]目前機(jī)車的制動力度是通過調(diào)整輸出電壓來實(shí)現(xiàn)，通過輸出電壓信號的高低來控制車速的快慢。已有的司機(jī)控制器上的電壓輸出主要通過可變電阻器的中間抽頭直接向外輸出控制，可變電阻器的兩端與電源連接。由于機(jī)車的電源電壓(74V110VDC)及控制器的輸出電壓較高，因此對可變電阻器的要求較高，要求可變電阻器的小阻值、大功率，因此實(shí)現(xiàn)起來較為困難。現(xiàn)有可變電阻器主要采用線繞式電阻器，這種電阻器電阻變化線性不夠好，滑動時電阻易突變，而且磨損大，壽命短，這樣就會對機(jī)車的正常運(yùn)行造成影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種控制精度高、使用壽命長、安全可靠的司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，其包括:線性電位器，所述線性電位器的兩端在電路中與機(jī)車電源連接，所述線性電位器的轉(zhuǎn)軸與控制器手柄連接，所述控制器手柄帶動所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；輸出電壓采集分壓電路，所述輸出電壓采集分壓電路的輸入端與所述線性電位器的引出端連接，所述輸出電壓采集分壓電路用于采集線性電位器輸出的電壓并進(jìn)行分壓；基準(zhǔn)電壓采集電路，所述基準(zhǔn)電壓采集電路用于輸出由所述控制器手柄角度旋轉(zhuǎn)范圍計(jì)算確定的基準(zhǔn)電壓；第一減法電路，所述第一減法電路的兩個輸入端分別與所述輸出電壓采集分壓電路、基準(zhǔn)電壓采集電路的輸出端連接，所述第一減法電路用于將所述輸出電壓采集分壓電路的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并輸出電壓差值；自動穩(wěn)壓輸出電路，所述自動穩(wěn)壓輸出電路的輸入端與所述第一減法器的輸出端連接，所述自動穩(wěn)壓輸出電路的輸出端與司機(jī)控制器的輸出端連接，所述自動穩(wěn)壓控制電路用于將所述第一減法器電路輸出信號放大并向外輸出。
[0006]優(yōu)選地，所述自動穩(wěn)壓輸出電路包括第一電壓控制電路、第二減法電路、第二電壓控制電路、功率放大 輸出電路、反饋電壓采樣電路，所述第一控制電路的輸入端與所述第一減法電路的輸出端連接，所述第二減法電路的輸出端與所述第二電壓控制電路的輸入端連接，所述第二電壓控制電路的輸出端與所述功率放大輸出電路連接，所述功率放大輸出電路的輸出端與所述反饋電壓采樣電路的輸入端連接，所述反饋電壓采樣電路的輸出端、第一控制電路的輸出端分別與所述第二減法電路的兩個輸入端連接。
[0007]優(yōu)選地，所述功率放大輸出電路的輸出端還設(shè)有一濾波電路，所述反饋電壓采樣電路的輸入端與所述濾波電路的輸出端連接。
[0008]優(yōu)選地，所述線性電位器的轉(zhuǎn)軸與所述控制器手柄通過齒輪機(jī)構(gòu)連接。
[0009]如上所述，本實(shí)用新型的用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)具有以下有益效果:該控制系統(tǒng)改變了原來直接采用可變電阻器輸出電壓來控制機(jī)車的行駛，而是使用線性電位器來檢測控制器手柄的轉(zhuǎn)動角度，并將轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)換為較小的電信號經(jīng)過采集、反饋、濾波、放大等操作來達(dá)到控制機(jī)車工作的目的。線性電位器相對應(yīng)繞線式的可變電阻器來說具有控制精度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，而系統(tǒng)中采用的電路均為安全可靠的成熟電路，且電路輸出功率較大，可對機(jī)車起到更好的控制作用，因此該控制系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)而言具有控制精度高、使用壽命長、安全可靠、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0012]請參閱圖1。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，該制動電壓控制系統(tǒng)包括一線性電位器R0，線性電位器RO的兩端與機(jī)車電源連接，機(jī)車電源電壓為74/110V DC。線性電位器RO的轉(zhuǎn)軸與控制器手柄通過齒輪機(jī)構(gòu)連接，控制器手柄能帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)控制器手柄就可控制線性電位器RO引出端的電壓輸出。線性電位器RO的引出端與輸出電壓采集分壓電路I連接，輸出電壓采集分壓電路I用于采集線性電位器輸出的電壓并進(jìn)行分壓，這樣可將線性電位器RO的引出端輸出的較大電壓值變?yōu)檩^小電壓值，這樣可便于后續(xù)電路的設(shè)計(jì)。
[0014]由于控制器手柄在整個檔位包括牽引等區(qū)域中都能帶動線性電位器RO在全角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而線性電位器RO的工作行程在制動檔位區(qū)域一般位于電位器整個行程的中間段，為了保證控制制動系統(tǒng)的輸出電壓是從O開始，故還需要設(shè)置一基準(zhǔn)電壓采集電路2，基準(zhǔn)電壓采集電路2用于去除由控制器手柄角度旋轉(zhuǎn)在非制動范圍的電壓。如圖1所示，基準(zhǔn)電壓由兩個串聯(lián)的電阻Rl、R2的大小決定。輸出電壓采集分壓電路1、基準(zhǔn)電壓采集電路2的輸出端與第一減法電路3的兩個輸入端連接，第一減法電路3用于將輸出電壓采集分壓電路I的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并輸出電壓差值。第一減法器的輸出端3的輸出端與自動穩(wěn)壓輸出電路4的輸入端連接，自動穩(wěn)壓輸出電路4的輸出端與司機(jī)控制器的輸出端連接，自動穩(wěn)壓控制電路4用于將第一減法器3電路輸出信號放大并向外輸出。
[0015]作為本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，自動穩(wěn)壓輸出電路4包括第一電壓控制電路5、第二減法電路7、第二電壓控制電路8、功率放大輸出電路9、反饋電壓采樣電路6和濾波電路10，第一控制電路5的輸入端與第一減法電路3的輸出端連接，第二減法電路7的輸出端與第二電壓控制電路8的輸入端連接，第二電壓控制電路8的輸出端與功率放大輸出電路9連接，功率放大輸出電路9的輸出端與濾波電路10連接，濾波電路10與反饋電壓采樣電路6的輸入端連接,反饋電壓米樣電路6的輸出端、第一控制電路5的輸出端分別與第二減法電路7的兩個輸入端連接。
[0016]第一電壓控制電路5、第二電壓控制電路8內(nèi)設(shè)有射極跟隨器，用來提高電路信號的帶負(fù)載能力，并能起到一定的穩(wěn)壓濾波作用。功率放大輸出電路9用于將輸入電壓信號進(jìn)一步放大，從而達(dá)到控制機(jī)車工作的目的，該功率放大輸出電路9的輸出功率可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大輸出功率可達(dá)120W。為了防止干擾，功率放大輸出電路9的輸出端還設(shè)有濾波電路10。濾波電路10的輸出端除與司機(jī)控制器的輸出端連接外還與反饋電壓采樣電路6的輸入端連接。反饋電壓采樣電路6用于采集輸出端的輸出信號作為反饋信號傳遞給第二減法電路7，由第二減法電壓7將第一電壓控制電路5的輸出信號與反饋信號進(jìn)行比較。輸出電壓高了，反饋電壓采樣也高，第一電壓控制電路5將通過第二減法電路7減去反饋電壓得到的第二電壓控制電路8就會減小，從而使功率管輸出變小，輸出電壓也就變小了。反之亦然，從而起到了穩(wěn)壓的閉環(huán)控制電路。
[0017]該控制系統(tǒng)改變了原來直接采用可變電阻器輸出電壓來控制機(jī)車的行駛，而是使用線性電位器來檢測控制器手柄的轉(zhuǎn)動角度，并將轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)換為較小的電信號經(jīng)過采用、反饋、濾波、放大等操作來達(dá)到控制機(jī)車工作的目的。線性電位器相對應(yīng)繞線式的可變電阻器來說具有控制精度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，其電阻變化精密只有±0.25%的線性誤差，旋轉(zhuǎn)壽命達(dá)到500萬次。而系統(tǒng)中采用的電路均為安全可靠的成熟電路，且電路輸出功率較大，運(yùn)算放大器芯片采用軍品級型號LM158，因此可對機(jī)車起到更好的控制作用，該控制系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)而言具有控制精度高、使用壽命長、安全可靠、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0018]上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，其特征在于，其包括: 線性電位器，所述線性電位器的兩端在電路中與機(jī)車電源連接，所述線性電位器的轉(zhuǎn)軸與控制器手柄連接，所述控制器手柄帶動所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)； 輸出電壓采集分壓電路，所述輸出電壓采集分壓電路的輸入端與所述線性電位器的引出端連接，所述輸出電壓采集分壓電路用于采集線性電位器輸出的電壓并進(jìn)行分壓； 基準(zhǔn)電壓采集電路，所述基準(zhǔn)電壓采集電路用于輸出由所述控制器手柄角度旋轉(zhuǎn)范圍計(jì)算確定的基準(zhǔn)電壓； 第一減法電路，所述第一減法電路的兩個輸入端分別與所述輸出電壓采集分壓電路、基準(zhǔn)電壓采集電路的輸出端連接，所述第一減法電路用于將所述輸出電壓采集分壓電路的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并輸出電壓差值； 自動穩(wěn)壓輸出電路，所述自動穩(wěn)壓輸出電路的輸入端與所述第一減法器的輸出端連接，所述自動穩(wěn)壓輸出電路的輸出端與司機(jī)控制器的輸出端連接，所述自動穩(wěn)壓控制電路用于將所述第一減法器電路輸出信號放大并向外輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自動穩(wěn)壓輸出電路包括第一電壓控制電路、第二減法電路、第二電壓控制電路、功率放大輸出電路、反饋電壓采樣電路，所述第一控制電路的輸入端與所述第一減法電路的輸出端連接，所述第二減法電路的輸出端與所述第二電壓控制電路的輸入端連接，所述第二電壓控制電路的輸出端與所述功率放大輸出電路連接，所述功率放大輸出電路的輸出端與所述反饋電壓采樣電路的輸入端連接，所述反饋電壓采樣電路的輸出端、第一控制電路的輸出端分別與所述第二減法電路的兩個輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述功率放大輸出電路的輸出端還設(shè)有一濾波電路，所述反饋電壓采樣電路的輸入端與所述濾波電路的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)車司機(jī)控制器的制動電壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述線性電位器的轉(zhuǎn)軸與所述控制器手柄通過齒輪機(jī)構(gòu)連接。
【文檔編號】B61C17/12GK203793335SQ201420108731
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】朱建新, 吳琦, 朱斌 申請人:江蘇泓光軌道設(shè)備有限公司