CN219476576U - 一种适用动车组的自动重合继电器及应用其的负载电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供一种适用动车组的自动重合继电器及应用其的负载电路，包括继电器线圈与继电器触点，所述继电器触点作为控制开关设置在负载的供电通路上，还包括阀值设置电路、驱动电路以及阀值电压比较电路；所述阀值设置电路，用于设定基准电压作为阀值，为阀值电压比较电路提供数据处理基数；本申请基于阀值电压比较电路的自动重合继电器，以实现继电器线圈供电正常时，继电器触点发生不导通故障，能够分断继电器线圈电源并重新启动继电器线圈。

Description

一种适用动车组的自动重合继电器及应用其的负载电路

技术领域

本实用新型涉及一种适用动车组的自动重合继电器及应用其的负载电路，属于电气设计技术领域。

背景技术

动车组作为大容量载客快速交通运输工具，车辆的安全运行至关重要，而车辆运行中电器开关件故障率较高，其中继电器故障率尤为突出。

现有轨道车辆中低压辅助供电系统控制电压均为DC110V电源，如图1所示，有继电器的电路结构示意图，直流电源无过零点的特点，造成继电器触点容易发生电弧烧损，同时动车组负载种类繁多，且逞增加趋势，复杂的电磁环境和多样的负载电能扰动进一步对车辆中的继电器造成不良影响，进而提高了故障率；在故障件重启后，往往不再呈现故障状态，由于故障件发生故障时的电场等环境难以复现，无法准确分析具体原因，而重启故障继电器对动车组车辆安全运行造成影响。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供一种适用动车组的自动重合继电器及应用其的负载电路。本申请基于阀值电压比较电路的自动重合继电器，以实现继电器线圈供电正常时，继电器触点发生不导通故障，能够分断继电器线圈电源并重新启动继电器线圈。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种适用动车组的自动重合继电器，包括继电器线圈与继电器触点，所述继电器触点作为控制开关设置在负载的供电通路上，还包括阀值设置电路、驱动电路以及阀值电压比较电路；

所述阀值设置电路，用于设定基准电压作为阀值，为阀值电压比较电路提供数据处理基数；

所述阀值电压比较电路，输入端连接于阀值设置电路与继电器触点的输出端，输出端连接于驱动电路的输入端；

所述驱动电路，连接于阀值设置电路的电源与继电器线圈的输入端；所述阀值电压比较电路采集继电器触点的电压后，通过驱动电路控制阀值设置电路的电源向继电器线圈输入电压信号；

所述继电器线圈并联有第四二极管，第四二极管的正极连接继电器线圈的负极，第四二极管的负极连接继电器线圈正极；在继电器触点无法导通电源状态下，继电器线圈并联有第四二极管用于快速分断继电器线圈，以控制继电器触点的开合。

优选的，所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三二极管以及驱动开关；

第一电阻，输入端连接于阀值电压比较电路的输出端；

第二电阻与第三二极管并联后，一端接地，一端连接于第一电阻的输出端；

所述第一电阻的输出端连接于驱动开关的栅极G；

所述驱动开关的源极S连接于阀值设置电路的电源；所述驱动开关的漏极D连接于继电器线圈的输入端。

优选的，所述阀值设置电路包括：

线圈电源；

第三电阻，输入端连接于线圈电源的输出端，输出端连接于所述阀值电压比较电路的输入端；

第四电阻，输入端连接于第三电阻的输出端，且连接于所述阀值电压比较电路的输入端；所述第四电阻的输出端接地或者连接于线圈电源的输入端。

优选的，所述阀值设置电路还包括：

第一线圈开关，输入端连接于所述线圈电源的输出端，输出端连接于第三电阻的输入端，且连接驱动开关的源极S。

优选的，所述第三电阻与第四电阻之间还串联有电位器。

优选的，所述阀值电压比较电路包括：

第一比较电路，负极输入端连接于第三电阻，正极输入端连接于继电器触点的输出端；所述第一比较电路的输出端连接于驱动电路的输入端；

第二比较电路，负极输入端连接于继电器触点的输出端以及第一比较电路的正极输入端，正极输入端连接于第四电阻的输入端；所述第二比较电路的输出端连接于第一比较电路的输出端以及驱动电路的输入端。

优选的，所述第一比较电路包括：

第一比较器，正极连接第二比较电路的负极和继电器触点的输出端；负极连接

第一二极管，正极连接于第一比较器的输出端，负极连接于驱动电路的输入端。

优选的，所述第二比较电路包括：

第二比较器，负极输入端连接于继电器触点的输出端以及第一比较器的正极，正极连接第四电阻的输入端；第二比较器的输出端连接电容器的正极和第二二极管的正极，电容器的正极连接第五二极管的负极，电容器的负极与第五二极管的正极连接后接地。

本申请的第二个方面提供一种应用自动重合继电器的负载电路，

采用上述的自动重合继电器；

所述负载电路包括负载电源与第三电阻；所述继电器触点设置于负载电源与第三电阻之间，以控制负载电路的通断；

所述第三电阻的输出端接地；输入端连接于所述阀值电压比较电路的输入端。

优选的，所述继电器触点采用三组触点串联的接线方式。

本申请继电器具有的优点与有益效果是：

1.实现在继电器触点无法导通电源时，快速分断继电器线圈电源，释放继电器触点为开断，待延时结束后重新接通线圈电源，吸合继电器触点，避免负载长时间失电，引起故障扩大化。

2.在阀值比较电路、驱动电路、阀值设置电路失效，无法导通继电器线圈电源时，能够手动控操继电器线圈得电，具备冗余供电功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是现有继电器的电路结构示意图；

图2是本申请所述新型继电器的电路结构示意图。

其中：

1、线圈电源；2、负载电源；3、负载；4、继电器线圈；5、继电器触点；6、驱动开关；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；D5、第五二极管；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；RL、电位器；C1、电容器；M1、第一比较器；M2、第二比较器；K1、线圈开关。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2是本申请所述新型继电器的电路结构示意图。

如图2所示，作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，包括继电器线圈4与继电器触点5，所述继电器触点5作为控制开关设置在负载3的供电通路上，还包括阀值设置电路、驱动电路以及阀值电压比较电路；

阀值设置电路用于设定基准电压作为阀值，为阀值电压比较电路提供数据处理基数；

阀值电压比较电路的输入端连接于阀值设置电路与继电器触点4的输出端，输出端连接于驱动电路的输入端；

所述驱动电路连接于阀值设置电路的电源与继电器线圈4的输入端；所述阀值电压比较电路采集继电器触点5的电压后，通过驱动电路控制阀值设置电路的电源向继电器线圈4输入电压信号；本申请的实施例的阀值设置电路的电源为线圈电源1。

所述继电器线圈4并联有第四二极管D4，第四二极管D4的正极连接继电器线圈4的负极，第四二极管D4的负极连接继电器线圈4正极；在继电器触点5无法导通电源状态下，继电器线圈4并联有第四二极管D4用于快速分断继电器线圈4，以控制继电器触点5的开合。

作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，所述驱动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三二极管D3以及驱动开关6；

第一电阻R1输入端连接于阀值电压比较电路的输出端；

第二电阻R2与第三二极管D3并联后，一端接地，一端连接于第一电阻R1的输出端；

所述第一电阻R1的输出端连接于驱动开关6的栅极G；

所述驱动开关6的源极S连接于阀值设置电路的线圈电源1；所述驱动开关6的漏极D连接于继电器线圈4的输入端。

具体地实施中，所述的驱动电路，用于向继电器线圈4提供驱动信号以控制其得电与失电状态。

作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，所述阀值设置电路包括线圈电源1、第三电阻R3以及第四电阻R4。

第三电阻R3输入端连接于线圈电源1的输出端，输出端连接于所述阀值电压比较电路的输入端；

第四电阻R4输入端连接于第三电阻R3的输出端，且连接于所述阀值电压比较电路的输入端；所述第四电阻R4的输出端接地或者连接于线圈电源1的输入端。

作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，所述阀值设置电路还包括第一线圈开关K1。

第一线圈开关K1输入端连接于所述线圈电源的1输出端，输出端连接于第三电阻R3的输入端，且连接驱动开关6的源极S。

作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，所述第三电阻R3与第四电阻R4之间还串联有电位器RL。

作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，所述阀值电压比较电路包括第一比较电路及第二比较电路。

第一比较电路，负极输入端连接于第三电阻R3，正极输入端连接于继电器触点5的输出端；所述第一比较电路的输出端连接于驱动电路的输入端；

第二比较电路，负极输入端连接于继电器触点5的输出端以及第一比较电路的正极输入端，正极输入端连接于第四电阻R4的输入端；所述第二比较电路的输出端连接于第一比较电路的输出端以及驱动电路的输入端。

作为本申请的实施例提供一种适用动车组的自动重合继电器，所述第一比较电路包括第一比较器M1及第一二极管D1。

第一比较器M1，正极连接第二比较电路的负极和继电器触点5的输出端；负极连接第三电阻R3的输出端；

第一二极管D1，正极连接于第一比较器M1的输出端，负极连接于驱动电路的输入端。

所述第二比较电路包括第二比较器M2、电容器C1、第二二极管D2以及第五二极管D5。

第二比较器M2，负极输入端连接于继电器触点5的输出端以及第一比较器M1的正极，正极连接第四电阻R4的输入端；第二比较器M1的输出端连接电容器C1的正极和第二二极管D2的正极，电容器C1的正极连接第五二极管D5的负极，电容器C1的负极与第五二极管D5的正极连接后接地。

具体地实施中，所述的阀值电压比较电路，用于采集继电器触点5电压，从而向继电器线圈4控制电路提供输入电压信号。

作为本申请的实施例提供一种应用自动重合继电器的负载电路，

采用上述自动重合继电器；

所述负载电路包括负载电源2与负载3；所述继电器触点5设置于负载电源2与负载3之间，以控制负载电路的通断；

所述负载3的输出端接地；输入端连接于所述阀值电压比较电路的输入端。

作为本申请的实施例提供一种应用自动重合继电器的负载电路，为提高继电器的分断能力，继电器触点4采用三组触点串联的接线方式。其中，负载电源2连接继电器触点5的输入端，继电器触点5内部的三组触点首尾连接，继电器触点5的输出端连接负载3，第四二极管D4正极连接继电器线圈4负极，第四二极管D4负极连接继电器线圈4正极。

基于上述自动重合的控制过程如下：

初始时，设置电位器RL，线圈开关K1断开，线圈电源1有效，负载电源2有效；

启动时，闭合线圈开关K1，驱动开关6正极得电有效，第三电阻R3、电位器RL、第四电阻R4得电进行分压，第一比较器M1的负极得到第三电阻R3与电位器RL之间的电压，第二比较器M2的正极得到电位器RL与第四电阻R4之间的电压，此时继电器触点5没有闭合，继电器触点5输出端为低电平，所以第一比较器M1的正极和第二比较器M2的负极均为低电平，第一比较器M1截止工作，第二比较器M2导通工作，第二比较器M2的输出端经第二二极管D2输出为高电平，第一二极管D1处于反向截止状态，至此，阀值电压比较电路输出高电平，阀值电压比较电路输出的高电平经第一电阻R1和第二电阻R2接地，第二电阻R2的正极输出有效电压至驱动开关6的控制端，驱动开关6的正极和负极导通，继电器线圈4得电，联动继电器触点5闭合动作，负载3连接到负载电源2开始工作；

正常运行时，继电器触点5的输出端为高电平，第一比较器M1的正极和第二比较器M2的负极均为高电平，此时第一比较器M1的负极和第二比较器M2的正极保持在启动时电压，第一比较器M1由截止工作转为正常工作，第一比较器M1经第一二极管D1输出高电平，第二比较器M2由正常工作转为截止工作，第二比较器M2输出低电平，电容器C1电压逐步降低为低电平，第一比较器M1输出的高电平经第一电阻R1和第二电阻R2接地，第二电阻R2正极仍输出有效电平，与启动时一致，驱动开关6、继电器线圈4、继电器触点5状态不改变。

继电器线圈4有效，继电器触点5发生故障不导通时，继电器触点5输出端为低电平，此时第一比较器M1的负极和第二比较器M2的正极保持在启动时电压，第一比较器M1的正极和第二比较器M2的负极均为低电平，第一比较器M1截止工作，第二比较器M2导通工作，第二比较器M2的输出端开始对电容器C1充电，电容器C1电压较低时，阀值比较电路输出低电平，第二电阻R2的正极无输出有效电压至驱动开关6的控制端，驱动开关6的正极和负极关断，继电器线圈4由第四二极管D4快速失电，继电器触点5分断，待电容器C1电压上升到一定电压时，阀值电压比较电路输出的高电平经第一电阻R1和第二电阻R2接地，第二电阻R2的正极输出有效电压至驱动开关6的控制端，驱动开关6的正极和负极导通，继电器线圈4重新得电，联动继电器触点5重新闭合动作，负载3连接到负载电源2开始工作。

具体地实施中，阀值比较电路失效时，继电器线圈4失电，继电器触点5分断，手动开关K1闭合，线圈电源1经手动开关K1到继电器线圈KM，继电器线圈KM得电，继电器触点5闭合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种适用动车组的自动重合继电器，包括继电器线圈与继电器触点，所述继电器触点作为控制开关设置在负载的供电通路上，其特征在于，还包括阀值设置电路、驱动电路以及阀值电压比较电路；

所述阀值设置电路，用于设定基准电压作为阀值，为阀值电压比较电路提供数据处理基数；

所述阀值电压比较电路，输入端连接于阀值设置电路与继电器触点的输出端，输出端连接于驱动电路的输入端；

所述驱动电路，连接于阀值设置电路的电源与继电器线圈的输入端；所述阀值电压比较电路采集继电器触点的电压后，通过驱动电路控制阀值设置电路的电源向继电器线圈输入电压信号；

所述继电器线圈并联有第四二极管，第四二极管的正极连接继电器线圈的负极，第四二极管的负极连接继电器线圈正极；在继电器触点无法导通电源状态下，继电器线圈并联有第四二极管用于快速分断继电器线圈，以控制继电器触点的开合。

2.如权利要求1所述的自动重合继电器，其特征在于，所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三二极管以及驱动开关；

第一电阻，输入端连接于阀值电压比较电路的输出端；

第二电阻与第三二极管并联后，一端接地，一端连接于第一电阻的输出端；

所述第一电阻的输出端连接于驱动开关的栅极G；

所述驱动开关的源极S连接于阀值设置电路的电源；所述驱动开关的漏极D连接于继电器线圈的输入端。

3.如权利要求1所述的自动重合继电器，其特征在于，所述阀值设置电路包括：

线圈电源；

第三电阻，输入端连接于线圈电源的输出端，输出端连接于所述阀值电压比较电路的输入端；

第四电阻，输入端连接于第三电阻的输出端，且连接于所述阀值电压比较电路的输入端；所述第四电阻的输出端接地或者连接于线圈电源的输入端。

4.如权利要求3所述的自动重合继电器，其特征在于，所述阀值设置电路还包括：

第一线圈开关，输入端连接于所述线圈电源的输出端，输出端连接于第三电阻的输入端，且连接驱动开关的源极S。

5.如权利要求3所述的自动重合继电器，其特征在于，所述第三电阻与第四电阻之间还串联有电位器。

6.如权利要求3所述的自动重合继电器，其特征在于，所述阀值电压比较电路包括：

第一比较电路，负极输入端连接于第三电阻，正极输入端连接于继电器触点的输出端；所述第一比较电路的输出端连接于驱动电路的输入端；

第二比较电路，负极输入端连接于继电器触点的输出端以及第一比较电路的正极输入端，正极输入端连接于第四电阻的输入端；所述第二比较电路的输出端连接于第一比较电路的输出端以及驱动电路的输入端。

7.如权利要求6所述的自动重合继电器，其特征在于，所述第一比较电路包括：

第一比较器，正极连接第二比较电路的负极和继电器触点的输出端；负极连接

第一二极管，正极连接于第一比较器的输出端，负极连接于驱动电路的输入端。

8.如权利要求6所述的自动重合继电器，其特征在于，所述第二比较电路包括：

第二比较器，负极输入端连接于继电器触点的输出端以及第一比较器的正极，正极连接第四电阻的输入端；第二比较器的输出端连接电容器的正极和第二二极管的正极，电容器的正极连接第五二极管的负极，电容器的负极与第五二极管的正极连接后接地。

9.一种应用自动重合继电器的负载电路，其特征在于，

采用如权利要求1-8任一所述的自动重合继电器；

所述负载电路包括负载电源与负载；所述继电器触点设置于负载电源与负载之间，以控制负载电路的通断；

所述负载的输出端接地；输入端连接于所述阀值电压比较电路的输入端。

10.如权利要求9所述的应用自动重合继电器的负载电路，其特征在于，所述继电器触点采用三组触点串联的接线方式。