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专利号: 2017112489309
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种紧急停车电路,包括停车电源(DC1)、备用电源(DC2)、报警电源(DC3)、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀(HV1)、备用电磁阀(HV2)、第一故障指示灯(MIL1)、第二故障指示灯(MIL2)、第三故障指示灯(MIL3)、第四故障指示灯(MIL4)、第五故障指示灯(MIL5)、第一开关模块(K1)、第二开关模块(K2)、第三开关模块(K3)、开关管(100)、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、可控硅(SCR);其特征在于,所述第一电压型继电器线圈(KV11)直接与停车电源(DC1)并接,停车电源(DC1)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的常开端相连接,备用电源(DC2)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的常闭端相连接,备用电源(DC2)的负极与停车电源(DC1)的负极相连接;第一电流型继电器线圈(KI11)依次串接第二电流型继电器线圈(KI21)、第三电压型继电器常闭触点(KV33)、紧急停车电磁阀(HV1)的线圈、第一开关模块(K1)的开关后,第一电流型继电器线圈(KI11)的另一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,第一开关模块(K1)的开关的另一端与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车电磁阀回路;第二电压型继电器常开触点(KV22)依次串接备用电磁阀(HV2)的线圈、第二开关模块(K2)的开关后,第二电压型继电器常开触点(KV22)的另一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,第二开关模块(K2)的开关的另一端与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用电磁阀回路;第二电流型继电器常开触点(KI22)的一端与电阻R3的一端相连接,电阻R3的另一端与第三电压型继电器线圈(KV31)的一端相并接后接入第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端,第三电压型继电器线圈(KV31)的另一端与可控硅(SCR)的阳极相连接,可控硅(SCR)的控制极与第二电流型继电器常开触点(KI22)的另一端及电阻R4的一端相并接,可控硅(SCR)的阴极与电阻R4的另一端相并接后接入停车电源(DC1)的负极,二极管D4的阳极与可控硅(SCR)的阳极相连接,二极管D4的阴极与二极管D5的阳极相连接,二极管D5的阴极与第五电压型继电器常开触点(KV52)的一端相连接,第五电压型继电器常开触点(KV52)的另一端与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车电磁阀过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点(KI12)的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端串接第二电压型继电器线圈(KV21)后接入备用电磁阀(HV2)线圈与第二开关模块(K2)开关的连接线上,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车电磁阀欠流切换控制回路;所述第四电压型继电器线圈(KV41)的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端接入紧急停车电磁阀(HV1)线圈与第一开关模块(K1)开关的连接线上,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为第一开关模块(K1)的开关通断检测回路;第一电压型继电器常闭触点(KV13)串接第三故障指示灯(MIL3)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器双向触点(KV32)的公共端与报警电源(DC3)的正极相连接,第三电压型继电器双向触点(KV32)的常开端串接第二故障指示灯(MIL2)后与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车电磁阀回路被物理切断保护时报警回路;第三电压型继电器双向触点(KV32)的常闭端依次串接第一电流型继电器常闭触点(KI13)、第一故障指示灯(MIL1)、第三开关模块(K3)的开关后与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车电磁阀欠流报警回路;第四电压型继电器常闭触点(KV42)串接第四故障指示灯(MIL4)后,一端与报警电源(DC3)的正极相连接,另一端接入第一故障指示灯(MIL1)与第三开关模块(K3)开关的连接线上,与报警电源(DC3)构成第一开关模块(K1)的开关失效开路检测报警回路;第五电压型继电器常开触点(KV53)串接第五故障指示灯(MIL5)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成第一开关模块(K1)的开关失效短路报警回路;开关管(100)低电位端与报警电源(DC3)的负极相连接,开关管(100)高电位端依次串接第五电压型继电器线圈(KV51)、第四电压型继电器常开触点(KV43)后接入报警电源(DC3)的正极,电阻R1的一端与报警电源(DC3)的正极相连接,电阻R1的另一端与二极管D1的阳极及二极管D2的阳极相互并接,二极管D1的阴极接入第一故障指示灯(MIL1)与第三开关模块(K3)开关的连接线上,二极管D2的阴极与二极管D3的阳极相连接,二极管D3的阴极与电阻R2的一端及开关管100控制端相互并接,电阻R2的另一端与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成第一开关模块(K1)的开关失效短路检测控制回路;所述第一开关模块(K1)的控制端、第二开关模块(K2)的控制端及第三开关模块(K3)的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接;所述开关管(100)为N型MOS管;或所述开关管(100)为NPN型三极管。

2.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述第一电流型继电器线圈(KI11)的额定电流等于紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈(KI21)的额定电流等于紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最大允许电流。

3.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的第一电压型继电器双向触点(KV12),第二电压型继电器常开触点(KV22),以及第三电压型继电器常闭触点(KV33)允许流过的最大电流均等于或大于停车电源(DC1)的额定电流。

4.根据权利要求2所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最小维持电流是指能够保证紧急停车电磁阀(HV1)正常工作的最小电流。

5.根据权利要求2所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最大允许电流是指能够保证不会烧坏紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最大工作电流。

6.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的开关管(100)为N型MOS管时,N型MOS管的栅极为开关管(100)的控制端,N型MOS管的漏极为开关管(100)的高电位端,N型MOS管的源极为开关管(100)的低电位端;所述的开关管(100)为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为开关管(100)的控制端,NPN型三极管的集电极为开关管(100)的高电位端,NPN型三极管的发射极为开关管(100)的低电位端。

7.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4及二极管D5均为开关二极管;所述的N型MOS管为N沟道增强型MOS管;所述的NPN型三极管为NPN型开关三极管;所述的可控硅SCR为导通后本身的压降为1V左右的单相可控硅。

8.一种根据权利要求1至3任一条所述的紧急停车电路的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:

一、停车电源(DC1)与备用电源(DC2)切换过程

1)当停车电源(DC1)输岀为正常时,第一电压型继电器线圈(KV11)得电,第一电压型继电器的触点动作:

⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常开端接通,停车电源(DC1)向停车回路供电,

⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)断开,第三故障指示灯(MIL3)熄灭;

2)当停车电源(DC1)失效时,第一电压型继电器线圈(KV11)失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:

⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常闭端接通,切换到备用电源(DC2)向停车回路供电,

⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)接通,第三故障指示灯(MIL3)点亮,提示用户停车电源(DC1)失效;

二、控制紧急停车电磁阀(HV1)与备用电磁阀(HV2)的过程

1)认定第二开关模块(K2)和第三开关模块(K3)为完好,第一开关模块(K1)好坏设为为未知:

当柴油机主控模块向第一开关模块(K1)和第二开关模块(K2)及第三开关模块(K3)发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块(K2)的开关接通,第三开关模块(K3)的开关接通,第一开关模块(K1)的开关是否接通为未知,当柴油机主控模块未向第一开关模块(K1)和第二开关模块(K2)及第三开关模块(K3)发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块(K2)的开关断开,第三开关模块(K3)的开关断开,第一开关模块(K1)的开关是否断开为未知;

2)当第一开关模块(K1)的开关接通,第四电压型继电器线圈(KV41)通电,第四电压型继电器的触点处于动态,即第四电压型继电器常闭触点(KV42)断开,第四电压型继电器常开触点(KV43)接通;

3)当第一开关模块(K1)的开关断开,第四电压型继电器线圈(KV41)不通电,第四电压型继电器的触点处于静态,即第四电压型继电器常闭触点(KV42)接通,第四电压型继电器常开触点(KV43)断开;

4)当第三开关模块(K3)的开关处于接通状态,无论第一开关模块(K1)的开关是否处于断开,即无论第四电压型继电器的触点是否处于静态,第五电压型继电器均不通电,第五电压型继电器的触点处于静态,不对紧急停车电磁阀过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路产生控制信号,且控制第五故障指示灯(MIL5)为熄灭;

5)当第三开关模块(K3)的开关处于断开状态,且第一开关模块(K1)的开关处于断开,即第四电压型继电器的触点处于静态,则第五电压型继电器不通电,第五电压型继电器的触点处于静态,不对紧急停车电磁阀过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路产生控制信号,且控制第五故障指示灯(MIL5)为熄灭;

6)当第三开关模块(K3)的开关处于断开状态,且第一开关模块(K1)的开关处于接通,即第四电压型继电器的触点处于动态,则第五电压型继电器通电,第五电压型继电器的触点处于动态:⑴第五电压型继电器常开触点(KV52)接通,对紧急停车电磁阀过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路产生控制信号:

①若可控硅(SCR)处于触发导通,则保持可控硅(SCR)导通,第三电压型继电器线圈(KV31)保持通电,

②若可控硅(SCR)处于截止,则第三电压型继电器线圈(KV31)通过二极管D4、D5支路通电,并保持可控硅(SCR)截止,待到第五电压型继电器的触点恢复为静态时二极管D4、D5支路停止对第三电压型继电器线圈(KV31)通电,⑵第五电压型继电器常开触点(KV53)接通,点亮第五故障指示灯(MIL5),提示用户在非紧急停车期间第一开关模块(K1)的开关失效短路;

7)当第三开关模块(K3)的开关处于接通状态时,若第四电压型继电器常闭触点(KV42)接通,则点亮第四故障指示灯(MIL4),提示用户第一开关模块(K1)的开关失效开路;

8)当第二电流型继电器检测到大于紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于动态,即第二电流型继电器常开触点(KI22)接通,则由电阻R3和R4构成触发电路对可控硅(SCR)产生触发信号:①若可控硅(SCR)处于导通状态,则保持可控硅(SCR)导通,

②若可控硅(SCR)处于截止状态,则触发可控硅(SCR)导通;

9)当第二电流型继电器没有检测到大于紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于静态,即第二电流型继电器常开触点(KI22)断开,由电阻R3和R4构成触发电路不对可控硅(SCR)产生触发信号;

10)当可控硅(SCR)处于导通或/和第五电压型继电器常开触点(KV52)处于接通,第三电压型继电器线圈(KV31)通电,即第三电压型继电器的触点处于动态:⑴串接在紧急停车电磁阀回路中的第三电压型继电器常闭触点(KV33)断开,对紧急停车电磁阀回路进行物理切断保护,

⑵第三电压型继电器双向触点(KV32)的公共端与常开端接通,点亮第二故障指示灯(MIL2),提示用户紧急停车电磁阀(HV1)的线圈过流或/和第一开关模块(K1)的开关失效短路:①当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机紧急停车期间点亮,说明紧急停车电磁阀(HV1)的线圈过流,

②当第五故障指示灯(MIL5)一直保持熄灭状态,则,点亮的第二故障指示灯(MIL2),说明紧急停车电磁阀(HV1)的线圈过流,

③当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机非紧急停车期间由熄灭被点亮,此时与第五故障指示灯(MIL5)功能相同,即说明第一开关模块(K1)的开关失效短路,④当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机非紧急停车期间保持点亮,且第五故障指示灯(MIL5)由熄灭被点亮,则处于点亮的第二故障指示灯(MIL2),既说明紧急停车电磁阀(HV1)的线圈过流,又说明第一开关模块(K1)的开关失效短路;

11)当紧急停车电磁阀回路通过的电流小于紧急停车电磁阀(HV1)线圈的最小维持电流时,第一电流型继电器的触点处于静态,第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通,第一电流型继电器常闭触点(KI13)接通:⑴第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通,及第二开关模块(K2)的开关处于接通状态时,第二电压型继电器线圈(KV21)得电,第二电压型继电器的触点由静态变为动态,即第二电压型继电器常开触点(KV22)接通,备用电磁阀(HV2)得磁,控制柴油机紧急停车,⑵第一电流型继电器常闭触点(KI13)接通,第三开关模块(K3)的开关处于接通状态,且第三电压型继电器的触点处于静态,即第三电压型继电器双向触点(KV32)的公共端与常闭端接通时,则点亮第一故障指示灯(MIL1),提示用户紧急停车期间第三电压型继电器常闭触点(KV33)处于接通的情况下紧急停车电磁阀(HV1)的线圈欠流,⑶第一电流型继电器常闭触点(KI13)接通,若第三电压型继电器的触点处于动态,即第三电压型继电器双向触点(KV32)的公共端与常闭端断开,无论第三开关模块(K3)的开关接通与否,第一故障指示灯(MIL1)均熄灭;

12)当流过紧急停车电磁阀(HV1)线圈的电流小于等于其最大允许电流,大于等于其最小维持电流时,紧急停车电磁阀(HV1)得磁,控制柴油机紧急停车。

9.根据权利要求8所述的一种紧急停车电路的实现方法,其特征在于,还包括如下步骤:

在备用电源(DC2)向停车回路供电期间,待停车电源(DC1)输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈(KV11)得电,第一电压型继电器的触点动作:⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常开端接通,恢复停车电源(DC1)向停车回路供电;

⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)断开,点亮的第三故障指示灯(MIL3)熄灭。

10.根据权利要求8所述的一种紧急停车电路的实现方法,其特征在于,所述的可控硅(SCR)通电导通后,待撤去停车电源(DC1)和备用电源(DC2),可控硅(SCR)截止。