变频识别装置的功能与原理4352.docx

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1、目 录1.用途途和适应应范围221.1变变频防侵侵正线装装置的用用途21.2适适应范围围32.原理理概述333.各单单元主要要功能553.1变变频识别别装置的的功能及及原理553.2变变频接线线盒的功功能83.3端端位转换换盒功能能及原理理83.4变变频机车车感应器器功能及及原理1113.5变变频地面面感应器器的功能能及原理理123.6信信号检测测装置的的功能及及原理1144.变频频防侵正正线装置置系统构构成1555.变频频装置对对调车作作业的控控制模式式175.1固固定变频频地面感感应器对对调车作作业的控控制1775.2牵牵出线作作业的控控制模式式185.3监监控程序序的设计计原则1195.

2、4更更换监控控程序芯芯片2005.5防防侵正线线防挤岔岔的控制制模式220BP-11A 型型变频防防侵正线线装置是是上海巨巨石铁道道科技发发展有限限公司研研制的调调车安全全控制设设备。变变频装置置是在机机车上和和地面分分别安装装信息传传输设备备，将地地面调车车信号的的显示状状态传递递给监控控装置，使使监控装装置能够够按调车车信号的的显示状状态对调调车机实实施控制制，从而而有效地地防止调调车作业业过程中中侵入正正线或挤挤岔事故故的发生生。本装装置采用用固定频频率的地地面设备备向车上上传递信信息，启启动监控控装置，调调出牵出出线或专专用线的的监控程程序，对对调车机机牵出作作业实施施控制，有有效地防

3、防止调车车机上土土挡事故故的发生生。变频频装置研研制成功功后，分分别在多多个铁路路局各机机务段安安装运用用，取得得了良好好的效果果。1. 用途和适适应范围围1.1 变频防侵侵正线装装置的用用途由于目前前铁路调调车场内内的道岔岔区段轨轨道无码码，当补机机摘挂或或调车作作业过程程中，地面的的调车信信号显示示状态无无法准确确地反映映到机车车上，因此无无法对机机车实施施自动控控制，仅仅依靠司司机人为为控制，当司机机操纵不不当时，会发生生挤岔、侵入正正线或上上土挡的的事故。采用变变频技术术，在所需需控制的的位置和和机车上上加装变变频设备备，将地面面调车信信号的显显示状态态反映到到机车上上，提供对对机车实

4、实施自动动控制的的必要条条件，从而可可避免这这些事故故的发生生。变频装置置是铁路路调车防防止挤岔岔、侵入入正线、上土挡挡事故发发生的安安全控制制装置。1.2 适应范围围1.2.1 本装置适适应在固固定调车车场和固固定调车车机上安安装使用用。1.2.2 本装置适适应在40 60无强磁磁场干扰扰的环境境下使用用。2. 原理概述述2.1 变频防侵侵正线装装置由变变频识别别装置（变变频放大大器、滤滤波器）、变频机机车感应应器、变变频地面面感应器器三部分分组成。平时在在无地面面感应器器作用时时，变频频识别装装置通过过机车感感应器松松耦合环环节组成成一个闭闭环振荡荡器，常振于于f0(944kHzz 0.2

5、2kHzz),当当机车感感应器与与地面感感应器相相互耦合合作用时时，变频装装置的振振荡频率率将迅速速地过渡渡 ( 改变 ) 到地地面感应应器的谐谐振频率率f1上，实现变变频。当机车车感应器器离开地地面感应应器作用用后，又恢复复为常振振频率ff0。随着着地面感感应器 LC 槽路参参数的改改变，可产生生不同频频率的变变频。2.2 由变频识识别装置置和变频频机车感感应器构构成的是是一个特特殊的振振荡器，一般的的振荡器器只能工工作在某某一个固固定的频频率上，而这个个特殊的的振荡器器在受到到外界条条件的影影响下（与变频频地面感感应器作作用时）能通过空间的传感改变其振荡频率，在一定的频率范围内产生和变频地

6、面感应器频率相同的振荡。任何一个振荡器都是由放大回路和反馈回路构成的闭合环路，如图1所示。振荡器振振荡的必必要条件件：振幅条件件：|1相位条件件：2n(n0.11.2)-放大大回路增增益-反馈馈回路传传输函数数、分别为为放大回回路和反反馈回路路的相移移。变频振荡荡器的电电原理框框图如图图2所示。变频振荡荡器同样样要满足足振幅和和相位条条件才能能起振，而随着着参数的的改变可可以工作作在不同同振荡频频率上。3. 各单元主主要功能能3.1 变频识别别装置的的功能及及原理3.1.1 变频识别别装置是是系统满满足振荡荡条件的的重要组组成部分分，它和变变频机车车感应器器构成放放大和反反馈的闭闭环回路路。给

7、机机车感应应器不断断补充能能量，保证系系统常处处在频率率为f0的工作作状态下下。3.1.2 变频识别别装置电电原理图图如图33所示。由输入耦耦合变压压器 TT2011、三级级选频放放大器和和一级输输出射随随放大器器组成。其中第第一级放放大电路路由G2201、G2002、 L2201 构成。第二级级放大电电路由 G2003、G2004、T2002 构构成，第三级级放大电电路由 G2005、G2006、L2002 构构成。射射随输出出器由 G2007、G2008、 L2203 构成。在每级级放大电电路中，为了得得到稳定定的放大大倍数，采用了了复合管管的形成成，并采用用了深度度负反馈馈电路，由 R2

8、201、C2001、C2002 构构成前、后级电电源去耦耦电路，以防止止放大器器的自激激振荡。由 JJ20114044 、 D2217、D2118 构构成I、II 端变频频机车感感应器切切换电路路。机车车的端位位条件通通过电阻阻 R2243、R2444驱动动继电器器，使J2001 、 J2203 或 J2202、J2004 这这两对继继电器中中有一对对吸起，使 I 端或 III 端端的变频频机车感感应器和和变频识识别装置置相连接接。设计计使用的的机车端端位条件件为 DVlllOVV。滤波电电路由输输入变压压器 NN4011,常态频频率 (f0)输出变变压器 N4002,六路T型半节节LC滤波波

9、器 (F4001-FF4066、B4001-BB4066 、G4001-GG4122 )及五路路隔离输输出光耦耦(GH44Ol-GH4405 )构成成。选频频放大器器原理图图如图44所示。驱动输输出原理理图如图图5所示示。整形形计数原原理图如如图6所示示。3.2 变频接线线盒的功功能3.2.1 变频接线线盒是系系统安装装配线的的主要部部分，通通过它完完成变频频识别装装置与电电源、变变频机车车感应器器、端位位条件、监控装装置等外外部条件件相连接接，一方方面可确确保系统统稳定工工作 (使 I 、II 端变频频机感器器的引入入、引出出端隔离离 , 避免相相互干扰扰)，另另一方面面可规范范、简化化装车

10、过过程（变频识识别装置置与接线线盒间配配线可按按标准提提前配好好，装车车时插头头拧上即即可），便便于故障障的查找找。3.2.2 BP-llA 型型变频识识别装置置装车配配线如图图7所示示。3.3 端位转换换盒功能能及原理理3.3.1 端位转换换盒是变变频装置置系统中中不可缺缺少的一一个部分分，它可可为变频频识别装装置提供供稳定的的端位条条件。其其原理如如图8所示示。3.3.2 端位转换换盒配线线表如图图9所示示。3.3.3 端位转换换盒外部部配线表表如图110所示示。3.4 变频机车车感应器器功能及及原理变频机车车感应器器是与变变频识别别装置构构成满足足振荡器器的相、幅特性性闭环回回路中的的重

11、要组组成部分分，平常常工作在在f0状态下下(振荡频频率为ff094kHHz 0.22kHz ),当与变变频地面面感应器器相互作作用时,一方面面向变频频地面感感应器释释放能量量,同时又又受变频频地面感感应器的的作用,改变自自身固有有的振荡荡频率,使其振振荡频率率随变频频地面感感应器的的频率改改变（这个频频率的改改变仅仅仅是在变变频机车车感应器器与变频频地面感感应器相相互作用用时间内内）。变频机车车感应器器是一个个松耦合合器件，它它由两个个耦合线线圈和一一个耦合合度调整整板构成成，如图111所示。在设计过过程中，使使两个线线圈较松松地耦合合在一起起，其耦耦合系数数为 00k11,这个个耦合系系数可

12、以以通过耦耦合度调调整板来来进行调调整，耦耦合系数数调整得得过大（耦耦合得紧紧）则不不容易产产生变频频，现象象为有时时与变频频地面感感应器相相互作用用，不随随变频地地面感应应器的频频率变化化，仍保保持振荡荡在f0 状态。耦合系系数调整整得过小小（耦合合得松）则则很容易易产生变变颜，现现象为在在没有变变频地面面感应器器的作用用时，受受到某些些干扰可可能产生生频率变变化。3.5 变频地面面感应器器的功能能及原理理变频地面面感应器器是一个个无源的的 LCC 振荡荡槽路，其其振荡频频率的计计算公式式为：fi=(i=11、2、3、44、5)，品质因因数 QQ 值设设定在 15002000之间，我我们所用

13、用的变频频地面感感应器通通常有五五种频率率：f11102kkHz 500OHzzf21108kkHz 500OHzzf31115kkHz 500OHzzf41122kkHz 500OHzzf51130kkHz 500OHzz除这五种种固定频频率的变变频地面面感应器器 ( 称为固固定地面面点 ) 外，为为了将地地面调车车信号的的显示状状态通过过变频地地面感应应器反映映给机车车上，我我们又在在变频地地面感应应器中设设计加装装了受地地面调车车信号显显示状态态控制的的开关电电路，这这种变频频地面感感应器（称称为可变变地面点点）如图图12所所示。所谓可变变地面点点有两种种状态，状状态为“1”时，振振荡频

14、率率为 ffi（ii1、2、33、4、5），状状态为“0”时，停停振。这这两种状状态受调调车信号号显示状状态（即即信号检检测装置置)的控控制。当当信号检检测回路路中无电电流时，变变频地面面感应器器中开关关电路是是断开的的，此时时变频地地面感应应器 LLC 振振荡槽路路正常工工作，振振荡在 fi 频率上上，当信信号检测测回路中中有电流流时，变变频地面面感应器器中的开开关电路路是闭合合的，此此时变频频地面感感应器LLC振荡荡槽路停停止工作作。3.6 信号检测测装置的的功能及及原理信号检测测装置是是穿在地地面调车车信号白白灯公共共回路（白灯主、付灯丝公共回路）中的一种电流检测设备，检测白灯公共回路中

15、是否有电流流过（即地面调车信号白灯是否开放）当白灯开放，白灯公共回路中有电流时，电流检测装置产生感应电流，控制变频地面感应器中的开关电路闭合，使其停振。其原理如图13所示。电流检测测装置是是穿在地地面调车车信号白白灯公共共回路导导线上，对对调车信信号的电电特性不不产生任任何影响响。4. 变频防侵侵正线装装置系统统构成变频防侵侵正线装装置系统统由变频频识别装装置、变变频机车车感应器器、变频频地面感感应器、信号检检测装置置等部分分组成，系统组组成示意意图如图图14所所示。变频识别别装置是是系统的的控制中中心，在不同同频率的的变频地地面感应应器作用用下产生生1022kHz、108kkHz、115kk

16、Hz、122kkHz、130kkHz共五五种频率率信号。接收变变频机感感器接收收线圈发发出的信信号进行行放大、鉴频、分析处处理。根根据接收收到的频频率信号号，以 RSS4855 串行行通讯方方式向监监控装置置发送指指令。变变频识别别装置原原理结构构如图115所示示。变频机车车感应器器包括一一个接收收线圈和和一个发发送线圈圈，发送线线圈用于向向变频地地面感应应器送出出能量，接收线线圈用于于接收变变频感应应器返回回的信号号。变频地面面感应器器主要由由 LCC 振荡荡槽路构构成，按功能能和谐振振频率不不同，有1022kHz、108kkHz、115kkHz、122kkHz、130kkHz可控控和不可控

17、两两种。信号检测测装置用用于检测测调车信信号白灯灯公共回回路中电电流情况况（从而反映映调车信信号机的的显示状状态）由由电流互互感器和和开关电电路组成成，电流互互感器穿穿在调车车信号白白灯公共共回路中中，开关电电路封装装在变频频地面感感应器中中，当调车车信号白白灯开放放时，开关电电路闭合合使变频频地面感感应器停停振（不不起作用用），当当调车信信号机白白灯不开开放（含蓝灯灯亮或灭灭灯）开开关电路路打开，使变频频地面感感应器振振荡在固固有的频频率上，对对调车机机起到控控制作用用。系统统结构图图如图116所示示。5. 变频装置置对调车车作业的的控制模模式5.1 固定变频频地面感感应器对对调车作作业的控

18、控制固定变频频地面感感应器一一般设在在机待线线、专用用线上或或禁止调调车机越越过的处处所。（预预留一定定的安全全距离）通常采用130kHz的频率，调车机遇到该变频地面感应器，监控装置控制放风阀立即排风实施紧急制动。5.2 牵出线作作业的控控制模式式在牵出线线的入口口处（一一般是第第一组道道岔的防防护调车车信号机机处）设一个个固定频频率地面面感应器器，采用用108kkHz频率率做为启启动牵出出线监控控程序的的作用点点。当调调车机向向牵出线线牵出作作业时，遇遇到该变变频地面面感应器器立即启启动本牵牵出线的的监控程程序，按按监控程程序控制制牵出作作业。5.3 监控程序序的设计计原则5.3.1 确定牵

19、出出线入口口限制速速度。5.3.2 乘务员输输入牵引引吨数、牵引辆辆数的情情况下，按吨数数、辆数数进行控控制5.3.3 乘务员没没有输入入牵引吨吨数、牵牵引辆数数的情况况下，按牵引引最大吨吨数和辆辆数控制制。5.3.4 按全列不不接风进进行控制制。5.3.5 在牵出线线总长度度中预留留安全距距离。5.3.6 考虑坡道道、季节节因素留留出安全全系数。5.4 更换监控控程序芯芯片5.4.1 监控程序序 D7727CC2566 文件件名：JK.BINN5.4.2 地面数据据 D8827CC10001 文文件名：SJ.BINN5.4.3 D2 芯芯片 GGAL220V88B文件名名：JK998D22.

20、JEED5.5 防侵正线线防挤岔岔的控制制模式为防止调调车作业业过程中中调车机机侵入正正线发生生事故，在防护护道岔的的调车信信号机前前方敷设设可控变变频地面面感应器器，1300KHzz频率（变频地面面感应器器到调车车信号机机距离根根据现场场实际情情况确定定）变频频地面感感应器通通过信号号检测装装置与调调车信号号机相联联。当调调车信号号机开放放(白灯亮亮)时，可可控变频频地面感感应器停停振 , 调车车机可以以越过该该变频地地面感应应器；当当调车信信号机关关闭（蓝蓝灯亮或或灭灯）时时，可控控变频地地面感应应器振荡荡在130kkHz频率率上。调调车机遇遇到该频频率地面面感应器器立即排排风，实实施紧急急制动，起起到防止止调车机机侵入正正线或挤挤岔的作作用。