CN1695996A - 在电子集控站中的电子转接控制 - Google Patents

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贝恩德·克洛泽
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Alcatel CIT SA
Alcatel Lucent NV
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    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/06—Electric devices for operating points or scotch-blocks, e.g. using electromotive driving means
    • B61L5/062—Wiring diagrams

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Abstract

转接控制(1)，用于在电子集控站中控制转辙器驱动装置(2)，包括至少一个半导体开关(131，132)，用于接通转辙器驱动装置(2)的调节电压(L1，L2)，还具有至少一个继电器(WN)，所述继电器触点与半导体开关(131，132)串联连接在一起，从而在静止状态隔离电压源(110)。

Description

在电子集控站中的电子转接控制
技术领域
本发明涉及一种在电子集控站中的转接控制。
背景技术
转接控制用于控制在铁路网上转辙器的驱动和监控转接道岔的位置。社会对转接控制的故障安全性和运行安全性提出非常高的要求。例如正巧当火车行驶通过转辙器时，必须避免由于转接控制的功能失效使转辙器驱动得到调节电压。当前用于负荷的信号技术安全控制只使用继电器。人们认为在打开的继电器触点之间的空气间隔距离是有效的隔离点，这实际上也是经过试验确定的。与此相应地，人们只用继电器技术建立已知的转接控制。
电子集控站的发展是随着在集中功能如信号和显示，安全和元件控制中使用的计算机技术开始的，之后发展成通过计算机进行场元件的控制，逐步地发展到在轨道空闲信号(轴计数器内部装置和计数点)中，在信号控制以及在并联输出和输入的接口插件板中使用处理器和微控制器。由于用继电器技术的转辙器组具有高可靠性，直到目前没有理由进行技术更新。
然而用继电器技术构成的转接控制设备需要占用空间大。因此希望开发改进的电子转接控制用的电子集控站。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种电子转接控制，这种电子转接控制满足在集控站技术中其启动性能方面的高安全性要求。
此任务是通过按照权利要求1所述的转接控制方案解决的。与之有关的优选实施例描述在从属权利要求中。
按照本发明的建议，将继电器触点和半导体开关串联连接在一起，这样将两种开关类型的优点统一起来。通过电子开关和机械触点的组合，形成了一个具有信号技术性能的无磨损开关。
优选的实施方式是，先后操作两个开关。在接通时，首先继电器触点闭合，然后通过半导体开关接通负载。当断开负载时，首先半导体开关断开，然后打开继电器触点。因此继电器触点在无电流状态动作，不会出现烧伤(磨损)。
由于操作无磨损，电子转接控制装置有非常高的寿命。通过半导体开关，可以实现在确定的相位位置上接通。因此在断开操作时显著地降低接通电流和感应电压，而且降低了对相邻***的干扰影响。
附图说明
下面借助于唯一的附图叙述本发明的一个实施例。附图表示了按照本发明实现的转接控制设备调度装置的接线图。
具体实施方式
转接控制1作为集中控制单元，包括由型号为C167的两个微控制器组成的一个双计算机***10。这种控制器型号和所属的操作***已经使用和准入在其它的安全性应用中。
一个双通道接口11a，11b与所述的电子集控站相连接，这种连接例如可以采用并联接口(适用于ESTW Alcatel 6111 Lock Track)，采用冗余CAN-接口(适用于ESTW Alcatel 6151 Lock Track)或采用适用于ESTW Alcatel 6131 Lock Trac的连接TTP-模块(时间触发协议)的总线接口。还可以根据应用要求考虑采用其他的多种接口。在所述装置的前面板上的LEDs提供用于故障搜索的诊断功能，或经过一个串行接口上的维护终端进入。
所述的转接控制1经过一个传统的四线接口与转辙器驱动装置2连接，这允许使用最少的芯线实现转辙器驱动装置的接通，并且实现与已有的外部设备的兼容。所述的转辙器驱动装置包括一个三相电机211，212，213，用于将转辙器移动到所希望的最终位置上。触点221-224通过适当的检查回路121，122识别转辙器的位置，根据道岔尖轨执行闭合或打开动作，这个检查回路详细叙述在由同一个发明者平行申报的专利申请说明书中。
电源接口110除了包括三个交流相位L1，L2，L3(380/400V)，零电位导线N和接地点MP之外，还包括一个用于连接60V检查电压的接头。所述的双计算机***监控转辙器的位置，如果应该将转辙器从终点位置调整到其它位置时，将交流相位L1-L3经过四线接口与转辙器驱动装置2接通。
通过半导体开关131和132接通供电电压。为此使用由场效应管和双极型晶体管组合的所谓的IGBT-模块(绝缘栅双极型晶体管)，每个模块包括两个IGBT，一个接在正半波，一个接在负半波。
如果将半导体开关使用在控制信号技术的大电流回路上，于是其隔离性能只能达到半导体的击穿电压。当超过击穿电压时(通过短时间的过电压)，流过半导体的电流在半导体中产生一个高的功率损失。由于热过载短时间闭合半导体开关，供电电压作用到负载上，于是转辙器有可能发生变位，这当然在任何情况下是不允许的。
上述问题按照本发明是这样避免的，将继电器WN与两个半导体131，132串联连接。在导线L1，L2的电流路径上各自将继电器WN的一个常闭触点和一个电子开关(用IGBT插装的)串联在一起。在电子开关上各配置一个可变电阻V1，V2，如果在高阻抗的电子开关和打开的继电器触点上出现脉冲形状的过电压时，可变电阻V1，V2可以限制这个过电压，因此在电子开关上出现的过电压不会高于半导体的击穿电压。所述的过电压保持在继电器WN常开触点的空气间隔距离上。
这里继电器使用单稳的，强制导向的卡片式继电器，它的一个触点对通过微控制器应答。WN触点组的位置始终可以通过可靠的双计算机***10阅读触点进行检查。
为了达到继电器触点的高寿命，将其作为隔离器运行，也就是说它确定电流路径，但是并不接通功率，这由半导体开关131，132无磨损地承担。当接通时首先继电器触点闭合，然后通过半导体开关接通负载211，212，213。当切断负载时，首先断开半导体开关，然后打开继电器触点。通过先后接通继电器WN和IGBT，可以在每次开关过程中附加地检查电子开关。在接通继电器WN时和IGBT还断开时，在电流转换器I负载和I断开端，测量不到电流。
为了避免电压突然升高或为了降低感应电压，可以优选将转辙器电机接通为电压零通过状态，在所述的电流零通过状态时停止转辙器电机。这是通过ELDP 1111实现的(电子可编程电子装置)。在双计算机***10释放时，ELDP 1111对转换电压的相位正确性进行控制。
为了控制转辙器的标称位置，使用两个另外的继电器R和L，它们同样是强制导向的卡片式继电器。为了在运行中可以使用转辙器，有必要始终监控实际位置。这个信息是由通过应答位置继电器的转辙器标称位置和通过检查在监控电流回路(60V)上的电流流动状态组成的。电流流过监控电压的开关的串联电路，采用进入检查装置121通报给报警器“监控”和通报给报警器“已经进入”122。所有这些模块是用半导体技术实现的。这可以用双计算机监控脉冲运行。借助于适合的脉冲控制算法，可以公开地循环检查监控电流回路，芯线接头和电压故障的中断状态。因此在运行中可以省去对于不使用的转辙器的实际的转换操作。
隔离变压器用于电流路径的电隔离，光电耦合器用于信号路径的电隔离。

Claims (10)

1.转接控制(1)，用于在电子集控站中控制转辙器驱动装置(2)，具有至少一个半导体开关(131，132)，用于接通转辙器驱动装置(2)的调节电压(L1，L2)，还具有至少一个继电器(WN)，其至少一个继电器触点对与半导体开关串联在一起，用于在静止状态时隔离电压源(110)。
2.按照权利要求1的转辙器驱动装置，具有至少一个与至少一个继电器触点(WN)串联在一起的优选的可调电阻(V1，V2)。
3.按照权利要求1的转接控制，具有一个双计算机***(10)，这个双计算机***是由控制至少一个继电器(WN)和至少一个半导体开关(131，132)的至少两个微控制器构成的，计算机***是这样匹配的，当接通时首先继电器触点(WN)闭合，然后通过半导体开关(131，132)接通转辙器驱动装置(2)，当转辙器驱动装置(2)断开时，首先半导体开关(131，132)打开，然后继电器触点(WN)打开。
4.按照权利要求1的转接控制，在其中至少一个半导体开关包括至少一个绝缘栅双极型晶体管。
5.按照权利要求4的转接控制，在其中至少一个半导体开关包括正半波和负半波的绝缘栅双极型晶体管。
6.按照权利要求1的转接控制，在其中至少一个继电器是具有两个触点对的单稳、强制导向的继电器，其中一个触点对是与半导体开关(131，132)串联连接在一起，一个触点对是通过双计算机***(10)应答。
7.按照权利要求1的转接控制，具有至少一个电流测量计检查至少一个半导体开关(131，132)所处的状态，例如至少一个继电器(WN)处于接通状态，则至少一个半导体开关(131，132)还处于断开状态。
8.按照权利要求1的转接控制，具有一个控制器(111)，用于以如下方式正确控制转换电压的相位，即在电压零通过时接通，在电流零通过时断开。
9.按照权利要求1的转接控制，具有两个另外的继电器(R，L)，用于控制转辙器的标称位置。
10.控制转辙器驱动装置(2)的方法，在其中，在接通时，首先在静止状态隔离电源(110)的继电器触点(WN)闭合，然后所述的转辙器驱动装置(2)通过至少一个半导体开关(131，132)接通，在转辙器驱动装置(2)断开时，首先所述的至少一个半导体开关(131，132)打开，然后重新打开继电器触点(WN)。
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