[实用新型]铁路道岔转辙机电流功率传感器

说明书

技术领域：

本实用新型与铁路信号微机监测系统的转辙机电参数检测装置有关。

背景技术：

铁路一次次提速，铁路干线上道岔采用了国际先进技术的电动转辙机。铁路信号微机监测系统采集道岔转辙机的电源电参数和其它信号，以监控道岔转辙机工作状态，确保铁路安全运行。

传统的检测道岔转辙机电参数的装置不能适应铁路强电磁干扰环境，而且需要三只电流真有效值传感器和一只功率传感器。不仅成本高，还增加了现场布线施工的工作量，降低了系统的可靠性。，若传感器出现故障需要更换传感器，必须经过复杂的流程，降低了效率，维护代价高昂。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本低廉，可靠性高，安装和维护方便的铁路道岔转辙机电流功率传感器。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型铁路道岔转辙机电流功率传感器，将转辙机供电电源的三相交流电压Va、Vb、Vc和三相交流电流(i_a、i_b、i_c)经电磁隔离测头1输出弱电信号到电能采集器2，电能采集器2将弱电信号转换为数字信号输入单片机3，单片机3将数据信号解算为三相电源总有功功率数据信号并将所有的数据信号转换成调宽脉冲信号输入脉冲电流转换模块4转换为直流信号输出，电源电路5分别与电能采集器2、单片机3和脉冲电流转换模块4连接。

电磁隔离测头1由电压互感器Tr1、Tr2、Tr3和电流互感器Tr4—A、Tr4—B、Tr4—C组成，三个电压互感器初级线圈分别与三相交流电压Va、Vb、Vc连接，三个电流互感器的初级线圈分别流过三相交流电流ia、ib、ic，电能采集器2由三个集成块U1、U2、U3组成，电压互感器Tr1、Tr2、Tr3和电流互感器Tr4—A、Tr4—B、Tr4—C的次级线圈分别与集成块U1、U2、U3连接，单片机3为集成块U4，集成块U1、U2、U3与集成块U4连接，脉冲电流转换模块4为集成块U7，集成块U4与集成块U7连接。

电源电路5有+12V辅助电源经DC—DC隔离电源U8变换为+3.3V电源为集成块U1、U2、U3、U4提供工作电源，+12V辅助电源经运算放大器U6A、U6B和稳压二极管N6产生集成块U1、U2、U3、U4基准参考电压VREF和集成块U7的工作电源+5VA1。

集成块U4与集成块U5连接。

集成块U1、U2、U3为PWR1C，集成块U4为MCU，集成块U7为M5809。

电磁隔离测头1的电压互感器、电能采集器2、单片机3和脉冲电流转换模块4位于壳体6内，壳体6底部有安装导轨7，两侧有JK1接线端子8、和JK2接线端子9，接线端子8与穿线座10相邻，交流电源ia、ib、ic信号输入线穿过穿线座10的孔，交流电压信号输入线与接线端子8连接，接线端子9为输出信号端子。电压互感器为3只微型电压互感器位于壳体6内，电流互感器为3只微型电流互感器组合成分体结构的电流互感器Tr4，电流互感器Tr4位于壳体6上穿线座10内，接线端子8、9为带锁定螺钉的插拔式接线端子。

铁路道岔转辙机电流功率传感器主要由电磁隔离测头1、电能采集器2、单片机3、脉冲电流转换模块4和电源电路5组成。其中电磁隔离测头1感应转辙机供电交流电源高电压和大电流并转换为弱电信号。电能采集器2将电压电流信号数字化处理，内置的乘法器将电流和电压相乘，得到有功功率P(t)。单片机3高速通讯接收电能采集器2转换的电流数据和功率数据，快速处理并计算出三相电流有效值和电源总有功功率。脉冲电流转换模块4分别将表示电流有效值和电源总有功功率的PWM(脉宽调制)信号变换为4mA～20mA直流电流输出。本实用新型在铁路强电磁干扰环境中具有高精度、高隔离、低功耗、低漂移、温度范围宽、抗干扰能力强等特点。本实用新型采用带锁定螺钉的插拔式端子接线，分体式电流测头和卡装式机械结构，安装维护方便。主要用于铁路道岔转辙机监测系统，也可适用其它工业控制监测等系统。

附图说明：

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型的结构图。

图3为本实用新型的端子定义图。

图4为本实用新型的电路原理图。

图5为电源电路图之一。

图6为电源电路图之二。

具体实施方式：