專利名稱：用于機車的制動電阻器的保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機車制動電阻器的保護裝置。
已為公眾所知的是，由電阻器中電阻元件產(chǎn)生的熱而引起的電阻器溫度常常由熱動開關來檢測，該熱動開關與一個或多個電阻元件位置鄰近或與此接觸。
事實上，當制動電阻器中的電阻元件中有預先限定的電流通過時，電阻元件的溫度就會上升，而不會受到流過電流的電阻元件是并聯(lián)還是串連的影響，也與電阻元件是強制通風冷卻還是自然通風冷卻無關。
使用與一個或多個電阻元件位置鄰近或接觸的熱動開關來檢測溫度則必然導致這樣的情況所檢測到的制動電阻器的溫度受許多外部因素的影響，因此未能與電阻元件實際達到的溫度相對應，從而導致電阻元件的失效。
如果將一個熱動開關直接與一個或多個電阻元件相連，則由于所述元件的結構發(fā)生了變化，它們的技術工作特性實際就被改變了。
作為替換，如果將一個熱動開關簡單地布置在一個或多個電阻元件的鄰近位置，由于在電阻元件達到預先限定溫度與報告該溫度的時間之間的偏差量，電阻元件的確切溫度并不能被實時檢測到。
在上述的情況中，對達到臨界溫度的延遲報告將使得電阻元件達到一個更高的溫度，這對它們的結構有致命的影響，使電阻元件燒壞而失效。
本方面的目的是消除現(xiàn)有技術中的上述缺陷。
在本發(fā)明目的的范圍內，一個重要的目的是提供一種機車制動電阻器的保護裝置，該裝置可以始終實時穩(wěn)定地檢測電阻器中電阻元件的當前溫度，即在實際溫度被檢測到和該溫度被報告之間沒有時差偏移。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種機車制動電阻器的保護裝置，該裝置可以實現(xiàn)對電阻器異常超限溫度狀況的報告，而不考慮該狀況產(chǎn)生的原因，例如通風不足、電阻器電流異常等等。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種機車制動電阻器的保護裝置，該裝置可以檢測到一個調整后的電壓信號，使得電壓只是溫度的函數(shù)而不受電阻器的電阻元件中通過電流大小的影響。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種機車制動電阻器的保護裝置，該裝置為了檢查裝置的任何工作異常而具有一個自檢系統(tǒng)，該自檢系統(tǒng)可以對保護裝置的功效進行自檢。
上述的發(fā)明目的以及其它將在下文中將變得明顯的目的在一種用于保護機車制動電阻器的裝置中得以實現(xiàn)，其中所述的機車是由交流電來供電的，而該交流電是對來自電網(wǎng)的直流電壓進行斬波獲得的，該裝置的特征在于它至少包括電阻器中一個單元的電阻組件，該單元電阻組件具有至少一個由不同于電阻組件中其它電阻元件的材料制成的參考電阻元件，但是當流經(jīng)電阻元件組件的同一電流通過時，參考電阻元件與電阻組件中的其它電阻元件有一致的熱反應特性；這樣在參考電阻元件中，表示導電材料電阻隨溫度變化情況的特性系數(shù)與電阻組件中其它電阻元件的特性系數(shù)是不同的，一個與電阻組件相連的控制電路通過檢測參考電阻元件的電學特性的變化就可以測出它們的溫度，控制電路包括一個第一裝置和一個第二裝置，用于對端子m1和m2的電壓進行調整，控制電路還包括一個第三裝置，由該裝置為第二裝置確定一個比充電時間長的放電時間，從而獲得一個電壓值，該電壓值僅僅是溫度的函數(shù)而不受電阻器的電阻元件中通過電流大小的影響。
從下文對根據(jù)本發(fā)明的非排它性的最優(yōu)實施方式的描述，本發(fā)明進一步的特征和優(yōu)點將顯著地表現(xiàn)出來，對實施方式的說明是通過附圖
中的非限制性實施例來進行的。
唯一的附圖是一個裝置的電路部分的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的該裝置可以檢測電阻器中多個電阻元件是否達到預先限定溫度。
參照上述附圖，標號1代表一種用于保護機車制動電阻器的裝置，其中所述的機車是由交流電來供電的，而該交流電是對來自電網(wǎng)的直流電壓進行斬波獲得的，該裝置包括多個電阻元件組件，但為了簡單化只考慮其中的一個組件。
電阻器中的電阻元件組件包括多個電阻元件，每一個均用標號3表示，在這些電阻元件中至少設置了一個參考電阻元件4，其安裝位置可以根據(jù)要求進行變化；該參考電阻元件最好由不同于電阻元件組件中其它電阻元件3的材料制得，但是在電阻組件中同一電流通過時，參考電阻元件與電阻組件中的其它電阻元件3有一致的熱學效應。
換句話說，參考電阻元件4與每一個組成電阻組件的電阻元件3都具有相同的熱力學特性，從而都遵從同樣的熱交換規(guī)律，即傳導、對流和輻射。
然而，雖然參考電阻元件4與每一個電阻元件3具有相同的熱學特性，但它的溫度系數(shù)α卻與電阻組件中的電阻元件3的溫度系數(shù)不同，溫度系數(shù)α是導電材料的一個特性參數(shù)，其反映材料電阻隨溫度變化而變化的程度。
詳細地說，如α代表反映導電材料電阻隨溫度變化情況的特性參數(shù)，則根據(jù)現(xiàn)有公式，有R=R0(1+αδT)。
顯然地，電阻元件3的電阻組件中所引入的參考電阻元件4的數(shù)目，根據(jù)設計的需要或電阻元件預期的工業(yè)應用條件，可以從最小值1進行增加，所述的電阻元件在自然或強制通風的情況下采用串連或并連的形式。
通過這樣的技術方案，正如下文將進行說明的那樣，出于檢測電阻元件3的溫度的目的使用了一個與電阻元件組件相連的控制電路5，使得通過檢測參考電阻元件4電學特性的變化來檢測電阻元件3的溫度變成了可能，對參考電阻元件4電學特性的檢測是當同一電流通過參考電阻元件4和電阻元件3時進行的。
進一步，控制電路5包括一個第一裝置6和一個第二裝置7，用于對裝置中的端子m1和m2之間的電壓進行調整。
此外，控制電路5還具有一個第三裝置8，由該裝置為第二裝置7確定一個比充電時間長的放電時間，從而獲得一個僅僅是溫度的函數(shù)的電壓值，該電壓值不受電阻器的電阻元件3中所通過的電流的影響。
需要特別指出的是控制電路5自身具有電源，從而在工作時不會產(chǎn)生任何問題，所述的第一電壓調整裝置包括一個電感線圈10。
作為詳細實例，所述的第二電壓調整裝置可以根據(jù)需要設置一個電容11或一個逆流二極管。
第三裝置用于確定一個放電時間，該放電時間比電感線圈10和電容11的充電時間長，第三裝置包括一個阻流二極管12。
如唯一的附圖所示，控制電路5還包括一個真空接觸器或簧片繼電器，在控制電路中還可以設置一個測試或檢測線圈14，用于在使用之前對控制電路的工作效能進行檢查。
作為詳細實例，如圖所示的裝置由多個電阻元件3和一個或多個流過同一電流的參考電阻元件4組成，但參考電阻元件4是由具有不同的熱電阻系數(shù)或溫度系數(shù)α的材料制成的。
端子A、B及C處于電阻元件3和參考電阻元件4之間，A為負極端，C為正極端。
控制電路還包括測量及設定電阻，測量及設定電阻在制動電阻之外，并用RA、RA1、RB及RB1表示；在其間設有控制端D。
電流方向在圖中以箭頭I表示。
在圖中，標號20表示真空接觸器或簧片繼電器，標號21表示安置于機車內的一個指示器等類似裝置，該裝置與控制線圈14相連。
詳細地說，由于具有電容11和電感線圈10，控制電路可以對端子m1和m2間的電壓進行調整，而阻流二極管12則使得電容11具有不同的充電和放電時間常數(shù)T1和T2，其中的T1作為充電時間常數(shù)必須盡可能地小，而T2作為放電常數(shù)，必須盡可能地大。
本發(fā)明還涉及一種保護機車制動電阻器的方法，該機車是由交流電來供電的，而該交流電是對來自電網(wǎng)的直流電壓進行斬波獲得的。
該方法包括在電阻器的至少一個電阻元件組件中設置的至少一個參考電阻元件，當參考電阻元件中通過與流經(jīng)電阻元件組件的電流相同的電流時適于與電阻組件中的其它電阻元件有一致的熱學效應。
參考電阻元件是由不同于電阻組件中其它電阻元件的材料方便地制得，從而在參考電阻元件中表示導電材料電阻隨溫度變化情況的特性系數(shù)與電阻組件中其它電阻元件的特性系數(shù)是不同的。
在這樣的情況下，由控制電路通過檢測參考電阻元件電學特性的改變就可以簡單地實現(xiàn)對電阻組件的電阻元件溫度的檢測。
由于在控制電路中設置了一個電感線圈、一個電容和一個阻流二極管，控制電路很方便地讀取一個電壓值，該電壓值僅僅是溫度的函數(shù)而不受電阻元件中通過電流大小的影響。
此外，控制電路備有自身電源，使得控制電路非常簡單可靠。
在實際應用中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的裝置具有顯著的優(yōu)點，這是因為該裝置可以獲得多個電阻元件在任何時刻的溫度值，從而使其避免達到或超過某一預先限定的溫度值，在該預先設定的溫度時電阻元件有可能被燒毀。
這種溫度檢測的方法，除了非常簡單和有效之外，還完全不受外部或隨機因素的干擾。
上述構思的發(fā)明易于進行多種改動或變型，但所有的改動或變型均在本發(fā)明的構思范圍內；本發(fā)明所有的技術細節(jié)都可以用其它的技術等同手段替換。
在實際應用中，至于材料的選用、尺寸的確定，可以根據(jù)現(xiàn)場要求和現(xiàn)有技術來進行。
權利要求
1．一種用于機車制動電阻器的保護裝置，其中所述的機車是由對來自電網(wǎng)的直流電壓進行斬波獲得的交流電來供電的，其特征在于該裝置包括至少一個電阻器的電阻元件組件，該電阻元件組件具有至少一個由不同于電阻組件中其它電阻元件的材料制成的參考電阻元件，但是當流經(jīng)電阻元件組件的同一電流通過時，參考電阻元件與電阻組件中的其它電阻元件有一致的熱特性；這樣在所述的參考電阻元件中，表示導電材料電阻隨溫度變化情況的特性系數(shù)與電阻組件中其它電阻元件的特性系數(shù)不同，裝置中還有一個與所述的電阻元件組件相連的控制電路，該控制電路通過檢測參考電阻元件的電學特性的變化就可以測出它們的溫度，所述的控制電路包括一個第一裝置和一個第二裝置，用于對端子m1和m2的電壓進行調整，控制電路還包括一個第三裝置，由該第三裝置為第二裝置確定一個比充電時間長的放電時間，從而使控制裝置獲得一個電壓值，該電壓值僅僅是溫度的函數(shù)而不受電阻器的電阻元件中通過電流大小的影響。
2．根據(jù)權利要求1所述的保護裝置，其特征在于所述的控制電路備有自身電源。
3．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的保護裝置，其特征在于所述第一電壓調整裝置包括一個電感線圈。
4．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的保護裝置，其特征在于所述第二電壓調整裝置包括一個電容。
5．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的保護裝置，其特征在于所述第三裝置包括一個阻流二極管。
6．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的保護裝置，其特征在于該保護裝置包括至少一個控制線圈，用于在使用之前對控制電路的工作效能進行檢查。
7．一種機車制動電阻器的保護方法，該機車是對由來自電網(wǎng)的直流電壓進行斬波獲得的交流電來供電的，其特征在于該方法包括在電阻器的至少一個電阻元件組件中設置至少一個參考電阻元件，當流經(jīng)電阻元件組件的同一電流通過時，參考電阻元件適于與電阻組件中的其它電阻元件有一致的熱學特性，所述的參考電阻元件是由不同于電阻組件中其它電阻元件的材料方便地制得，從而在參考電阻元件中表示導電材料電阻隨溫度變化情況的特性系數(shù)與電阻組件中其它電阻元件的特性系數(shù)是不同的，由一個控制電路通過檢測參考電阻元件電學特性的改變就可以實現(xiàn)對所述的電阻組件的所述電阻元件溫度的檢測，所述的控制電路包括一個第一裝置和一個第二裝置，用于對端子m1和m2的電壓進行調整，控制電路還包括一個第三裝置，由該第三裝置對第二裝置確定一個比充電時間長的放電時間，從而使控制裝置獲得一個電壓值，該電壓值僅僅是溫度的函數(shù)而不受電阻器的電阻元件中通過電流大小的影響。
8．根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于當達到某一預先限定的溫度時，電阻器的斬波后具有恒定電壓的電源被斷開。
9．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的控制電路備有自身電源。
10．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的第一電壓調整裝置包括一個電感線圈。
11．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的第二電壓調整裝置包括一個電容。
12．根據(jù)上述權利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于所述的第三裝置包括一個阻流二極管。
全文摘要
一種用于機車制動電阻器的保護裝置,其中該機車是由對來自電網(wǎng)的直流電壓進行斬波獲得的交流電來供電的,該保護裝置包括電阻器中至少一個電阻元件組件,該電阻元件組件具有至少一個由不同于電阻組件中其它電阻元件的材料制成的參考電阻元件,但是當電阻組件中同一電流通過時,參考電阻元件與電阻組件中其它電阻元件有一致的熱特性,裝置中還有一個與電阻組件相連的控制電路,該控制電路通過檢測參考電阻元件的電學特性的變化就可以測出它們的溫度。
文檔編號H02H7/085GK1234346SQ9910621
公開日1999年11月10日 申請日期1999年4月1日 優(yōu)先權日1998年4月1日
發(fā)明者福納里·曼紐拉 申請人:福納里·曼紐拉