專利名稱：電氣化高速鐵路動態(tài)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于培訓(xùn)、演示用的電氣化高速鐵路動態(tài)模型。
背景技術(shù)：
鐵路的發(fā)展保持迅猛的勢頭，電氣化高速鐵路比重的迅速擴(kuò)大對從業(yè)人員，尤其是技術(shù)人員的要求也將越來越高。就現(xiàn)狀而言，許多鐵路工作人員和現(xiàn)場維護(hù)人員在施工和操作技術(shù)上存留老思想 ，對新型電氣化鐵路及供電系統(tǒng)的認(rèn)識不足，需要對高速鐵路從業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)。在培訓(xùn)時通過仿真模型的演示能更直觀地表示高速鐵路各模塊的運(yùn)行過程與狀態(tài)，提高培訓(xùn)效果。但現(xiàn)有的仿真模型通常是各個模塊的靜態(tài)模型，如單個的機(jī)車靜態(tài)模型，不能夠動態(tài)地反映機(jī)車在軌道上運(yùn)行的運(yùn)動狀態(tài)以及機(jī)車與接觸網(wǎng)、變電系統(tǒng)的動態(tài)相互關(guān)系。還有一類仿真是在計算機(jī)上通過運(yùn)行軟件，計算顯示出列車運(yùn)行中的部分參數(shù)的相互關(guān)系如接觸網(wǎng)的電壓、電流與機(jī)車的載重、運(yùn)行速度的關(guān)系，但這種仿真以數(shù)字或列表的方式顯示，其對整個鐵路運(yùn)行狀態(tài)的反映既不直觀也不全面。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，該模型能全面、直觀的動態(tài)模擬高速鐵路中機(jī)車、接觸網(wǎng)及牽引變電所等模塊的運(yùn)行過程和狀態(tài)及相互關(guān)系，從而直觀地演示整個高速鐵路的運(yùn)行過程、狀態(tài)和原理；用于培訓(xùn)高速鐵路從業(yè)人員，其培訓(xùn)效果好。本實用新型實現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)方案是，一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，其組成是:環(huán)形的軌道上的電力機(jī)車，電力機(jī)車上的受電弓與接觸網(wǎng)相連，接觸網(wǎng)架設(shè)在支柱上；380V/55V的AT牽引變壓器和380V/27.5V直供牽引變壓器的輸出通過程控開關(guān)與接觸網(wǎng)相連；程控開關(guān)與地面微處理器相連；電力機(jī)車車箱內(nèi)設(shè)有依次相連的脈沖整流器、直-直變換器、直流電機(jī)，脈沖整流器的輸入端與受電弓相連；直流電機(jī)軸上的齒輪與車輪軸上的齒輪嚙合；脈沖整流器、直-直變換器、直流電機(jī)還均與車載微處理器相連；地面微處理器、車載微處理器分別與地面無線通信器和車載無線通信器相連；地面無線通信器、車載無線通信器均與計算機(jī)的無線通信器進(jìn)行無線通信。本實用新型的工作過程和原理是:計算機(jī)根據(jù)選定的AT供電或直接供電方式通過其無線通信器、地面無線通信器向地面微處理器下達(dá)開關(guān)選擇指令，地面微處理器根據(jù)該指令控制程控開關(guān)使AT牽引變壓器或者直供牽引變壓器的輸出與接觸網(wǎng)連通，機(jī)車的受電弓從接觸網(wǎng)上獲取電能，并通過脈沖整流器、直-直變換器向直流電機(jī)供電，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)；電力機(jī)車即在環(huán)形軌道上運(yùn)行，從而模擬電力機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)；運(yùn)行過程中計算機(jī)通過其無線通信器、車載無線通信器向車載微處理器下達(dá)速度調(diào)節(jié)指令，車載微處理器根據(jù)該速度調(diào)節(jié)指令控制直-直變換器的輸出電壓從而控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對電力機(jī)車運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:一、本實用新型動態(tài)模型中的電機(jī)由實際的大電壓的交流電機(jī)改為體積小的小電壓直流電機(jī)，變壓器也由實際的110kV/27.5kV改為380V/27.5V，從而電力機(jī)車、接觸網(wǎng)、變壓器等模塊即是對真實的電力機(jī)車、接觸網(wǎng)、牽引變電所實物等比例的縮小，又保證了其工作原理、過程與實際鐵路系統(tǒng)的高度相似；能以縮小的實物形態(tài)，在室內(nèi)全面、直觀的動態(tài)模擬高速鐵路中機(jī)車、接觸網(wǎng)及牽引變電所等模塊的運(yùn)行過程和狀態(tài)及相互關(guān)系，從而直觀地演示整個高速鐵路的運(yùn)行過程、狀態(tài)和原理；用于培訓(xùn)高速鐵路從業(yè)人員，其培訓(xùn)效果好。二、本實用新型的動態(tài)模型通過對程控開關(guān)的控制，既可以模擬與演示AT供電方式下高速鐵路的運(yùn)行過程和狀態(tài)及相互關(guān)系，又可以模擬與演示直接供電方式下高速鐵路的運(yùn)行過程和狀態(tài)及相互關(guān)系。三、在以實物形態(tài)全面、直觀的動態(tài)模擬高速鐵路中機(jī)車、接觸網(wǎng)及牽引變電所等模塊的運(yùn)行過程和狀態(tài)及相互關(guān)系的同時，計算機(jī)還通過無線方式經(jīng)車載微處理器采集電力機(jī)車的速度、脈沖整流器、直-直變換器、直流電機(jī)的電壓、電流等參數(shù)；通過無線方式經(jīng)地面微處理器采集接觸網(wǎng)；AT牽引變壓器/直供牽引變壓器的電壓、電流等參數(shù)，并對這些參數(shù)進(jìn)行分析處理，將處理結(jié)果顯示在計算機(jī)屏幕上；從而更方便培訓(xùn)人員感受與體驗理論分析結(jié)果與鐵路直觀運(yùn)行狀態(tài)間的關(guān)系。四、整個仿真過程由計算機(jī)、地面微處理器、車載微處理器通過無線通信方式實現(xiàn)自動控制，自動化程度高，操作簡單、方便。上述的脈沖整流器的輸入端通過繼電保護(hù)裝置與受電弓相連；繼電保護(hù)裝置還與車載微處理器相連。這樣，當(dāng)脈沖整流器出現(xiàn)過流、過壓時，繼電保護(hù)裝置自動動作，脈沖整流器及后續(xù)的直-直變換器、直流電機(jī)自動斷電，避免了相應(yīng)器件的損壞，提高了整個模型的可靠性和使用壽命。上述的AT牽引變壓器和直供牽引變壓器的輸入端串接有繼電保護(hù)裝置，所述的繼電保護(hù)裝置還與地面微處理器相連。這樣，當(dāng)AT牽引變壓器或直供牽引變壓器出現(xiàn)過流、過壓時，繼電保護(hù)裝置自動動作，AT牽引變壓器或直供牽引變壓器及后續(xù)的所有用電器件自動斷電，避免了器件的損壞，提高了整個模型的可靠性和使用壽命。上述的直流電機(jī)上安裝有速度傳感器，速度傳感器的輸出端與車載微處理器相連。這樣，速度傳感器測出直流電機(jī)轉(zhuǎn)速(機(jī)車的運(yùn)行速度)，由車載微處理器對機(jī)車的運(yùn)行速度進(jìn)行反饋控制，使演示機(jī)車的運(yùn)行速度更精確。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本實用新型實施例的動態(tài)模型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖2是本實用新型實施例的動態(tài)模型的電路原理示意圖。具體實施方法
實施例圖1、圖2示出，本實用新型的一種具體實施方式
是，一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，其組成是:環(huán)形的軌道100上的電力機(jī)車200，電力機(jī)車200上的受電弓209與接觸網(wǎng)101相連，接觸網(wǎng)101架設(shè)在支柱102上；380V/55V的AT牽引變壓器103和380V/27.5V直供牽引變壓器104的輸出通過程控開關(guān)105與接觸網(wǎng)101相連；程控開關(guān)105與地面微處理器106相連；電力機(jī)車200車箱內(nèi)設(shè)有依次相連的脈沖整流器201、直-直變換器202、直流電機(jī)203，脈沖整流器201的輸入端與受電弓209相連；直流電機(jī)203軸上的齒輪與車輪軸上的齒輪嚙合；脈沖整流器201、直-直變換器202、直流電機(jī)203還均與車載微處理器206相連；地面微處理器106、車載微處理器206分別與地面無線通信器107和車載無線通信器207相連；地面無線通信器107、車載無線通信器207均與計算機(jī)109的無線通信器進(jìn)行無線通信。本例的脈沖整流器201的輸入端通過車載繼電保護(hù)裝置208與受電弓209相連；車載繼電保護(hù)裝置208還與車載微處理器206相連。本例的AT牽引變壓器103和直供牽引變壓器104的輸入端串接有地面繼電保護(hù)裝置108，所述的地面繼電保護(hù)裝置108還與地面微處理器106相連。本例的直流電機(jī)203上安裝有速度傳感器204，速度傳感器204的輸出端與車載微處理器206相連。
·[0031 ] 使用本例的電氣化聞速鐵路動態(tài)|旲型對電氣化聞速鐵路進(jìn)行動態(tài)仿真和演不的過程和原理是:計算機(jī)109根據(jù)選定的AT供電或直接供電方式通過其無線通信器、地面無線通信器107向地面微處理器106下達(dá)開關(guān)選擇指令，地面微處理器106根據(jù)該指令控制程控開關(guān)使AT牽引變壓器103或者直供牽引變壓器104的輸出與接觸網(wǎng)101連通，電力機(jī)車200的受電弓209從接觸網(wǎng)101上獲取電能，并通過脈沖整流器201、直-直變換器202向直流電機(jī)203供電，直流電機(jī)203轉(zhuǎn)動驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)；電力機(jī)車200即在環(huán)形的軌道100上運(yùn)行，從而模擬電力機(jī)車200的運(yùn)行狀態(tài)；運(yùn)行過程中計算機(jī)109通過其無線通信器、車載無線通信器207向車載微處理器206下達(dá)速度調(diào)節(jié)指令，車載微處理器206根據(jù)該速度調(diào)節(jié)指令控制直-直變換器202的輸出電壓從而控制直流電機(jī)203的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對電力機(jī)車203運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)控制。
權(quán)利要求1.一種電氣化聞速鐵路動態(tài)|吳型，其組成是: 環(huán)形的軌道(100)上的電力機(jī)車(200)，電力機(jī)車(200)上的受電弓(209)的輸入端與接觸網(wǎng)(101)相連，接觸網(wǎng)(101)架設(shè)在支柱(102)上；380V/55V的AT牽引變壓器(103)和380V/27.5V直供牽引變壓器(104)的輸出通過程控開關(guān)(105)與接觸網(wǎng)(101)相連；程控開關(guān)(105)與地面微處理器(106)相連； 電力機(jī)車(200)車箱內(nèi)設(shè)有依次相連的脈沖整流器(201)、直-直變換器(202)、直流電機(jī)(203)，脈沖整流器(201)的輸入端與受電弓(209)的輸出端相連；直流電機(jī)(203)軸上的齒輪與車輪軸上的齒輪嚙合；脈沖整流器(201)、直-直變換器(202)、直流電機(jī)(203)還均與車載微處理器(206)相連； 地面微處理器(106)、車載微處理器(206)分別與地面無線通信器(107)和車載無線通信器(207)相連；地面無線通信器(107)、車載無線通信器(207)均與計算機(jī)(109)的無線通信器進(jìn)行無線通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，其特征在于:所述的脈沖整流器(201)的輸入端通過車載繼電保護(hù)裝置(208)與受電弓(209)相連；車載繼電保護(hù)裝置(208)還與車載微處理器(206)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，其特征在于:所述的AT牽引變壓器(103)和直供牽引變壓器(104)的輸入端串接有地面繼電保護(hù)裝置(108)，所述的地面繼電保護(hù)裝置(108)還與地面微處理器(106)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，其特征在于:所述的直流電機(jī)(203)上安裝有速度傳感器(20 4)，速度傳感器(204)的輸出端與車載微處理器(206)相連。
專利摘要一種電氣化高速鐵路動態(tài)模型，其組成是環(huán)形的軌道上的電力機(jī)車，電力機(jī)車上的受電弓與支柱上的接觸網(wǎng)相連；AT牽引變壓器和直供牽引變壓器的輸出通過程控開關(guān)與接觸網(wǎng)相連；電力機(jī)車車箱內(nèi)設(shè)有依次相連的脈沖整流器、直-直變換器、直流電機(jī)，脈沖整流器與受電弓相連；直流電機(jī)軸與車輪軸相連；脈沖整流器、直-直變換器、直流電機(jī)還均與車載微處理器相連；地面微處理器、車載微處理器分別通過地面無線通信器和車載無線通信器與計算機(jī)的無線通信器進(jìn)行無線通信。該模型能全面、直觀的動態(tài)模擬與顯示高速鐵路中機(jī)車、接觸網(wǎng)及牽引變電所等模塊的運(yùn)行過程和狀態(tài)及相互關(guān)系，用于培訓(xùn)高速鐵路從業(yè)人員，其培訓(xùn)效果好。
文檔編號G09B9/04GK203134171SQ201320143350
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者何正友, 李勇, 楊之青, 馬俊鵬, 趙云, 耿超, 王圓賓 申請人:西南交通大學(xué)