充电电路地工作原理

充电电路工作原理

蓄电池与逆变器对直流电源的要求不同：逆变器要求直流电源提供稳定电压；蓄电池要求直流电源提供的电压能随着蓄电池的充电过程而变化。为了解决蓄电池、逆变器对直流电源的不同要求，故UPS分别设置整流器及充电电路。根据UPS容量大小、工作方式不同，充电电路可分为恒压充电、恒流充电、分级充电等电路。介于充电电路在整个系统中的重要作用，我做了多方面的考虑，最后决定采用高压快速充电电路。

在此所用的高压快速充电电路不但解决了UPS内部蓄电池的快速充电问题，而且解决了一般不能快充外接蓄电池的问题。

工作原理分析：

该电路适用于长备用时间、大容量蓄电池的充电。它由以下几个部分组成：（1）加电电路

在不加交流输入电压时，继电器J2的中间触点a2和b2相连，如果这时开关K是闭合的，那么外加蓄电池电压就和UPS内部蓄电池形成并联结构，此时控制电路由于没有电源而不能工作。

当市电电压220V加到输入端时，由于继电器J1的触点处于断开状态，因而交流电压220V就不能加到变压器T1上。当按下按钮N1时，J1被激励，触点J1闭合。这时电流经限流电阻R x加到变压器T1上，等到变压器初级绕组的电压达到一定值时，J3被激励，触点闭合，将电阻R x短路。在交流220V加到输入端的同时，J2被激励，继电器触点a2转接到c2，于是电池组电压UB经R2、VD6加到控制电路上。N2为按断开关，在未按下开关N2时其处于闭合状态将两个单结晶体管振荡器的发射扳旁路，故振荡器不工作，电路处于静止等待状态。

加电电路中之所以加入了J3和R x环节，是因为一般电源变压器的匝间电容使加电前沿的电流被旁路，磁通不能马上建立起来，形成很大的短路电流。如未变压器容量再增加，这种启动瞬间短路电流就会更严重。因此，在加电前瞬间用电阻R x限流，当变压器上电压升到一定值时，再将R x短路就可避免这种情况的发生。

当按下开关N1瞬间，由于有上述的过程，最好不要马上供电。在N2被按下，该开关处于断开状态，电容C5的充电能延缓振荡器的起振，只有当C5上电压上；升到一定值时，振荡器才开始工作。

（2）振荡电路

Q 1、R 4、R 5和C 2、T 2，Q 2、R 9、R 10 、C 3和T 3组成了两套单结晶体管振荡器。之所以采用单结晶体管方案，是因为它电路简单而且能瞬时给出大的触发功率，可直接驱动可控硅。

在需要给蓄电池组充电的情况下，单结晶体管振荡器呈连续振荡，其波形图如下图

所示：

图2．7 单结晶体管振荡器波形 U e 为发射极波形，eb 1为第一基极b 1的输出波形，其振荡周期可用下式表示：

η

-=11In T C R E E （2-2-10） 式中，T 为振荡周期（s ），RE 为接在单结管发射极的电阻（Ω），这里是R 5和R 9，CE 为单结管射极的电容（F ），这里是C 2和C 3，η为单结管的分压比。 由基极变压器将控制脉冲加到主回路可控硅的控制极上。

单结管振荡器的发射极各与两个并联运算放大器的输出相连，因而它们的工作状况受相应运算放大器的控制，振荡脉冲的有无与疏密随着相应运算放大器的工作状态而改变。

（3）测量与控制电路

1）限流与恒流控制电路

蓄电池经过一定时间的放电进行再充电时，初始充电电流很大，所以要进行限流，即在充电电流超过其规定值以前，将其恒定在规定的限流值上。 由图中可以看出，运放U 1的4端和6端均接基准电压，即U1-4=U 1-6，而U 1-5=U 1-7的电压为两个电压之差，即

U 1-5=U 1-7=U 1-5B =U 1-5A －U 1-AB

在上面的式子中，U1-5A为U1引脚5至A点电压，U5B为U1引脚5至B点的电压，U1-AB为充电期间，充电电流在导线BA上形成的压降，其方向和原来不充电时风上的电压极性相反。

U1-5＞U1-4

运放U1（LM339）输出开路，不影响振荡器工作。一旦充电电流很大时，则

U1-5=U1-5A－U1-AB=U1-5A－I充R AB

接近了U1-4=U1-6值，运放进入放大状态，其输出就对两单结管发射极产生了旁路作用，从而降低了C2及C3的充电速度，降低了脉冲频率，延迟了对可控

硅的触发时间，调整了导通角，达到了限流恒压充电的目的。

2）电压测量与控制电路

由图中可以看出，和运放U l的两输出端1、2并联的还有U2的两个运放输出端1、2，这就是电压的测控环节。在高压充电电路的电路设计中是这样规定的：当充电电压在预设值以下时，运放的输入端电压

U2-4=U2-6

所以比较器U；的这两个输出端是开路状态，两个振荡器都正常工作。当充电电压U B达到第一限值时，U2的6端电平大于7端电平，则1端输出低电子，振荡管Q2的发射极被嵌位，于是由Q2构成的单给管振荡器停振，对应的可控硅VT2截止，快充结束，只剩下浮充（实际上这时仍是快充，不过其平均充电电流减半）。当充电电平达到第二限值时，比较器U2的U2-4≥U2-5，使该组件为放大或开关状态，开始对第二只可控硅VT1进行相控，同时电压UB就稳定在

这个电平上，电压变化小于。

4）冷却控制电路

这里采取的是强迫风冷。我们考虑到很多要求长备用时间的UPS电源是昼夜24小时开机的，但充电电路在大部分时间内都处于浮充状态，平时并不需要让风机始终工作在强风冷却状态。为了延长风机的寿命，加入了冷却控制电路，由比较器U1的输入端8、9脚将信号引入，在电路进行全充电时，U1的输出端14脚为低电平，所以比较器U2的输入电平U2-8＜U2-9，14脚输出高电平，经VD14去驱动Q4，从而继电器J4被激励，其中心触点将风机FAN接入220V全电压电路，进行强风冷却。当蓄电池电平达到第一限值时，U1的14脚输出高电平，则比较器U2的U2-8＞U2-9，其输出端14脚输出低电平，使Q4截止，其中心触点与降压输出相连接,于是风机FAN作降压运行，风力减弱，从而减轻了风机的磨损,节省了电力，降低了噪声。

5）主回路

主充电回路主要包括两只可控硅和两只二极管整流器。为了提高触发效率和进行隔离，采用了脉冲变压器隔离触发，在可控硅控制极的二极管是用来对控制脉冲进行整形的。

6）用继电器输出，实现了充电时与逆变器的隔离。

充电电路中各主要多数的计算

（1）交流指示

图中采用的10mA ／1．5V 正向压降的发光二极管指示状态

Ω≈=k mA

V R 22102201 (2-2-11)

w R I P 2.221==

(2-2-12)

（2）R x

根据不同变压器容量取不同值，在这里我们的参数是10kV A,16块电池（12×16＝192V ）,浮充电压（设电池每单元浮充电压为，一个12V 电池由六个单元构成）U 浮＝（2．25 X 6）X 16＝216V ，熔断丝 R D 取 6A ，则:

Ω===366

220RD X I U R (2-2-13) 功率

P x ＝IU ＝6 * 2 20＝1320W (2-2-14)

实际上，R X 的使用只是一瞬间的事情，甚至来不及发热，J 3已将其旁路了。为了保险起见，取10W 足够了。

（3）J 1，J 2和J 3均取绕组电压为220V ，触点电流为相应容量的继电器就可以了。

（4）稳压管

DW 8、 DW 9的选取：使 U Ds ＋ U D ≈ 24V ，电流取10mA 。其余各稳压管均取2CW54（2CW13）型 6V ／10mA 即 可。

（5）单结管振荡器

图中单结管选用了500mw 的BT33F ，由表查得η在0．65～0·85之间，取0·75，其振荡周期为

E E E E C R In C R T 39.111≈-=η

(2-2-15) 振荡周期较短可提高稳压精度，但不太显著；而较长其影响却非常显著，

取振荡频率为IkHz 左右就可以了。

若取T ＝1ms ，则

33

10*719.039

.110*139.1--===T C R E E (2-2-16) 根据触发脉冲的宽度，取CE=0．1μF 就够了，故

Ω=??=--k R E 19.710

1.010719.063

(2-2-17) 取8．2kΩ。由于功率很小，取l ／4W 就可以了。以下的计算，如无特殊说明，均取1／4W 。

（6）限流环节

因为基准电压为6V ，即运放U 1的4脚与6脚电压为6V ，只要电位器W 1可以将其5脚、7脚电压调到6．5V 即可，为此取通过R 7、W 1的电流为lmA ，则

Ω==+k mA

V W R 2412417 (2-2-18) 那么

1

17W W R UP UA += (2-2-19) 于是

()Ω=?=+=k UA UP W R W 624

624171 (2-2-20) 取标称值6．8kΩ，则R 7=24－6．8=17．2k0，取18k Ω。取18k Ω验算是否U P ＞6V 。因为

V U W R W U A P 6.6248

.248.6171=?=+= (2-2-21) 所以满足要求。

（7）电压测控环节

此电路电压分两挡控制，第一档为电池开始冒泡电压，第二挡为每单元电池达到电压。不同型号和不同厂家的电池其冒泡电压有所区别。对于开放式半密封胶体电池来说，通过加电过程的观察，按实际情况定；而对密封电池，每单元电压按2V 计算。

设胶体电池在充电电压使每个单元电压达到 时为第一限，这时的充电电压为

U B =（2．25 * 6） * 16= 216V (2-2-22)

仍设电阻臂电流为lmA ，并设M 点电压在216V 充电电压时，U M ≈6V ，于是

Ω==+k mA

V W R 2161216214 (2-2-23)

()Ω=?=+=k U U W R W B M 6216

62162142 (2-2-24) 取标称值 6．8kΩ，则R 14=216－6=210kΩ，为使取值和第二限值统一，考虑给 W 2以较大的调节范围，故取R 14=210k Ω。只要保证在第一限值 216V 以前 U M < 6V ，在216V 以后U M ＞6V ，在第二限值（2．3 * 6）*16=以前U N ＜6V ，在以后U N ＞ 6V 就可以了。为此，对上述两条分别作一个计算，即只要保证将W 2=W 3=Ω全值投入后，在216V 充电电压时，M 点分压大于6V 就可以了。第二种计算就不需要了，因为 216V 时，U M ＞6V ，时当然更大于 6V 了。该计算是：

V U W R W U B M 68.6216210

8.68.62142>≈?+=?+= (2-2-25) 计算结果满足要求。因此，只需根据要求把电位器值适当调小就可以了。

（8）低压准备停机测量环节

当电池放电时，原来充入的电荷会慢慢消耗，当电池组端电压降到一定值时，就应停止再放电，否则将会损害电池。这里设每个单元电压低到1．75V （这对多种电池都留有余量）时， R 18上的电压 UR 18≤ 6V ，使比较器 U 2的输出端 13给出低电位，低压警告指示灯亮。

同样设在每个单元电压为时，电阻臂R 17、R 18流过1mA 电流，则： ()Ω=??=+k mA

V R R 168116675.11817 (2-2-26) ()Ω=+=k R R R 6168

6181718 取Ω (2-2-27) ()Ω=-+=k R R R R 8.16118181717 取168kΩ (2-2-28)

那么

V U R R R U B R 97.7216168

2.61817188=?=?+= (2-2-29) 也即电阻R 18取大了，但R 17和R 18邻近的标称电阻又相差太大，最好取6．2kΩ的电位器更灵活一些。

（9）电解电容的取值

电路中的电解电容都是作平滑之用的。C 1和C 6是作平滑辅助电源之用，它的作用是在充电脉动电压期间，使辅助电压波动不要超过额定值的5％。电容的充电规律为

?

?

?

?

?

?

-

=-τ

t

B

ct

U

U

1(2-2-30)

式中t为充电脉冲持续时间。在这里作一级近似，即设原来C上的直流电压是不变的，只在充电半波高出电池电压的部分电容上电压才变动，则U ct即为变动电压，而U B为充电电压脉动高出电池电压部分的峰值。而在此的交流峰值电压

V

V

U

M

238

168

2≈

?

≈

而电池标称值电压为12VX16=192V，U m高出电池标称值电压46V，即U B=46V，则:

()

6

1

2

C

C

R+

=

τ(2-2-31)

R2为降压电阻，控制电路的等效电阻为1kΩ，消耗电流30mA左右，也即

Ω

=

-

=k

mA

V

V

R6.5

30

24

192

2

(2-2-32) 式中24V为辅助电源电压，R2上功耗为P2=30mA×60V≈，所以R2取6kΩ／4W电阻。一般这样估算，即当电池电压在最低值（168V）时，开始充电，在高出168V的时间就是t，如下图所示:

图2．8 充电时间图

根据正弦波定义，电压瞬时值

α

ωsin

sin

M

M

U

t

U

e=

=(2-2-33)

那么

36

238

168

sin

sin1

1≈

?

?

?

?

?

=

=-

-

M

U

e

α(2-2-34)

36

180

10x

ms

=(2-2-35) 于是

ms

x2

36

180

10

=

?

=(2-2-36)

ms

x

t6

4

10

2

10=

-

=

-

=(2-2-37)

而实际上，当电池组停止放电后，电压又回升很多，所以t <<6ms ，为将电容量取得足够大，假设时间长一些，暂取5ms 。

此时电容上的最大波动值电压U ct =24V ×5%=。因此电容C 的容量为: F In U Uct In R t

C B μ101462.111021051332≈??

? ??-???-=???? ??--=- (2-2-38) 为了留有余量，C 1和C 6均取100μF/35V 。

C 4的作用是平滑充电电流脉冲在测量线电阻R AB 上造成的脉动,运放U 1输入端5的电压是两个电压之差,即由辅助电源在5端的分压和充电电流在测量线AB 电阻上造成的平均压降之差,这个电压只有几百mV 。C 4的算法同C 1和C 6，这里取100μF 。

C 7﹑C 8的作用是平滑脉动充电电压的，计算的原则同上。

轨道电路讲解

轨道电路 一．交流480轨道电路。 （一）工作原理： 交流电源经由BG1变压器降压后送到轨道电路，经过轨道的传输，在受电端经过BZ4变压器，使钢轨线路的特性阻抗与继电器阻抗相匹配，然后经过继电器内部的桥式整流器，使继电器励磁吸起。当列车进入轨道区段时，由于车轮的分路作用，轨道继电器励磁落下。 （二）各器材的作用： ⒈熔断器的作用 防止室外轨道电路因故在某个区段将电源短路时，造成室内电源屏中的熔断器烧断。 ⒉轨道变压器的作用 （1）将室内发送出的高电压变成轨面所需的低电压 （2）利用轨道变压器的Ⅱ次侧可输出多种电压的特点，做到对轨道电路的调整。 （3）起隔离供电作用，减少绝缘节破损对轨道电路的影响。 ⒊限流电阻的作用 （1）防止车辆在送端轨面上分路时，分路电流过大烧毁轨道变压器。 （2）可对轨道电路的调整起到一定作用。 （3）可改善轨道电路的分路特性。 ⒋中继变压器BZ4的作用 （1）将从轨面上传过来低电压信号变成高电压，送回室内动作轨道继电器。 （2）减少信号在电流传输过程中的衰耗。 （3）改善整个回路的阻抗匹配器的条件。 ⒌轨道继电器JZXC-480的作用。 室内送回的交流信号（73、83端子），经过整流再送到轨道继电器线圈（1、4端子）上动作继电器衔铁，所以在继电器插座扳上，可测得交流、直流两种电压。 二．25HZ相敏轨道电路 （一）工作原理 从电网送入50HZ电源，经专设的25HZ分频送出轨道电路的专用电源。轨道线圈的电压由轨道变压器降压后再经扼流变压器降压送至轨面，传输到受电端，经扼流变压器升压后送至轨道变压器再次降压，有电缆传输至轨道继电器的轨道线圈上，而轨道继电器的局部线圈电压由局部分频器直接供给。当轨道电压和局部电压达到规定值，且局部电压相位超过轨道电压90度时，轨道继电器励磁吸起。 （二）各器材的作用 ⒈ 25HZ分频器 25HZ分频器是一种利用参数激励震荡原理构成的铁磁震荡器，由其向轨道电路提供25HZ轨道线圈电压和局部线圈电压。 ⒉二元二位继电器 25HZ相敏轨道电路采用的二元二位继电器（型号为JR-JC-66/345型插入式）是一种交流感应式继电器，是根据电磁铁所建立成的交变磁场与金属转子中感应电流之间相互作用的原理而动作。型号JRC1-70/240 ⒊扼流变压器 扼流变压器在轨道电路中的作用是用以构通牵引电流。变比1:3

ZPW-2000A型轨道电路的原理和技术

湖南铁路科技职业技术学院 毕业论文 课题：ZPW-2000A型轨道电路的原理和技术专业：城市轨道交通控制 班级：城市轨道交通控制312-3班 学生姓名：李魁 指导单位：广铁（集团）公司 指导教师：霍芳

二零一五年四月十九日 摘要 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进及国产化基础上，结合国情进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。它克服了UM71在传输安全性和传输长度上存在的问题。在轨道电路传输安全上，解决了轨道电路全路断轨检查、调谐区死区长度、调谐单元断线检查、拍频干扰防护等技术难题。延长了轨道电路的传输长度。采用单片微机和数字信号处理技术，提高了抗干扰能力。 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，电气绝缘节由空芯线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。 调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收，对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配单元、电缆通道，将信

轨道电路的基本原理

（轨道电路的基本原理） 以铁路的两根钢轨作为导体两端加以机械绝缘或电气绝缘接上送电和受电设备构成的电路。（轨道电路的作用） 1.监督列车的占用 2.传递行车信息 （轨道电路主要用于区间和站内） （工频交流轨道电路的构成） 送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线、钢轨 （工频交流轨道电路工作原理） 1.当轨道电路完整且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输至受电端，轨道继电器吸起，表示本轨道电路空闲。 2.当车占用轨道电路时，轨道电路被车辆轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下，表示本轨道呗占用。 （电气化牵引区段的轨道电路的要求） 1.必须采用非工频制式的轨道电路 2.必须采用双轨条式轨道电路 3.交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应赠加绝缘节 4.钢轨接续线截面加大 5.道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线等阻。 （电气化轨道电路均采用25HZ相敏轨道电路） （扼流变压器：为保证牵引电流顺利流过绝缘节） （25HZ轨道电路原理） 25HZ电源屏分别供出25HZ轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过电缆供向室外，经送电端25HZ轨道电源变压器（BG25）、送电端限流电阻（RX）、送电端25HZ扼流变压器（BE25）、受电端25HZ扼流变压器（BE25）、受电端25HZ轨道中继变压器（BG25）、电缆线路、送回室内、经过防雷补偿器（Z）、25HZ防护盒（HF）给二元二位轨道继电器（GJ）的轨道线圈供电。局部线圈的25HZ电流由室内供出。当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时，GJ吸起，轨道电路处于调整状态，表示轨道电路空闲。列车占用时，轨道电源被分路，GJ落下。若频率、相位不符合要求时，GJ也落下。这样，25HZ相敏轨道电路就具有相位鉴别能力，即相敏特性，抗干扰性能较高。 （25HZ部件：防护盒、防雷补偿器、25HZ轨道变压器） （97型25HZ相敏轨道电路的改进） 1.提高绝缘破损防护能力 2.取消不设扼流变压器的送、受电端的单扼流轨道电路 3.改变扼流变压器的连接方式 4.优化电源屏的匹配 5.改进交流二元继电器 6.增加扼流变压器的类型 7.改善移频电码化发送条件 8.极限长度延长 9.提高了系统的抗干扰能力 （97型25HZ相敏轨道电路的电气特性） 调整状态时，轨道继电器轨道线圈上的有效电压应不小于18V，即高于轨道继电器工作值（15V）的20%，以保证继电器可靠吸起。用0.06Ω标准分路电阻线在轨道电路送、受电端轨面任一处分路时，轨道继电器端电压（分路残压）应不大于7.4V，而轨道继电器的释放值是8.6V，留有一定余量，以保证前接点可靠断开。 （25HZ相敏轨道电路的的种类） 按送、受电端分：送、受电端均设扼流变压器和送、受电端均不设扼流变压器 根据受电端设置情况：一送一受、一送两受和一送三受轨道电路。 （对驼峰电路的技术要求） 应变速度快、分路灵敏度高、对高阻轮对及瞬间失去分路效应的车辆应予以防护等。 （驼峰电路的特点） 1.轨道长度较短，一半小于50M 2.为适应轻车分路电阻大的情况，分路灵敏度要高（规定为0.05），轨道继电器应可靠落下，释放时间要短。从车辆分路开始至前接点离开时止，其时

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路原理说明复习过程

原理说明系统原理 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。 调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、

XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。 该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。 2．电路工作原理及冗余设计 2．1 发送器 2．1．1 用途 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。2．1．2 原理框图及电路原理简要说明 同一载频编码条件，低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号Fc的移频信号。移频键控信号FSK分别送至CPU1、CPU2进行频率检测。检测结果符合规定后，即产生控制输出信号，经“控制与门”使“FSK”信号送至滤波环节，实现方波——正弦波变换。

轨道电路工作原理课件

轨道电路 轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，并用引接线连接信号电源，与接受设备构成的电气回路，用以反映列车占用和出清线路的状况。 一、50HZ工频轨道电路 1、组成：钢轨、轨端接续线、电源引接线、送电设备、受电设备、钢轨绝缘等 2、工作原理 BG5型轨道变压器一次侧得到220V交流电压，从二次侧抽了适当的低电压，经限流电阻降压后送至送电端轨面，由钢轨绝缘将其与相邻区段隔离，只能沿着钢轨向受电端传输，受电端钢轨绝缘再将其与相邻区段隔离，只能经钢轨引接线送至BZ4型变压器一次侧，低压经20倍放大，从二次侧向设于室内的JZXC-480型继电器送电，经继电器内部整流成直流电压，使继电器励磁吸起。此时，整个

轨道电路成调整状态。当车辆占用区段后，轮轴将轨面电压短路，BG5型轨道变压器二次侧电压基本上全加到限流电阻上，BZ4型变压器二次侧只能得到小于2.7V的残压，JZXC-480型继电器失磁落下，此时，整个轨道电路成分路状态。 电源采用交流，钢轨中传输的是交流，继电器接受的交流，但动作是直流。 当电路完整且无车占用时---GJ↑，其交流电压应在10.5---16v 左右 当轨道有车占用时---GJ↓，GJ的交流残压此时应低于2.7v。 3、各部件的作用 （1）轨道变压器 BG1-50型变压器主要用于JZXC-480型交流轨道电路送端，其一次侧额定电压为220v，额定电流0.25A，空载电流不大于0.02A。二次侧额定电流为 4.5A，二次侧可以依据所连接的端子不同，获得从0.45--10.80 v各种不同的电压值，它的二次通过限流电阻接到轨面上。

（2）中继变压器 BZ4型变压器用于轨道电路的受电端，其一次、二次变比为1：20；它的一次接到轨面，交流电压一般在0.7-0.9伏，它的二次端子接电缆返回室内动作JZXC-480型轨道继电器，交流电压一般在14-17伏。 作用：与轨道继电器配合使用，可以使钢轨阻抗和轨道变压器的阻抗相匹配。 （3）变阻器 型号：R—2.2/220型。阻值为2.2Ω，功率为220W、额定电流为10 A、允许温升为105℃ 作用：①保护轨道变压器不致过载损坏 ②调整轨道继电器端电压 当用于轨道电路送端时为限流电阻，主要是限制送端变压器二次电流、提高轨道电路灵敏度、并对轨道电路送端电压具有微调作用。当用于一送多受轨道电路的受端时为平衡电阻，主要是把轨道电路各分支轨面的电压经调整后送到中继变压器一次，使中继变压器二次电压达到平衡，便于调整轨道电路参数，同时对轨道继电器交流端电压具有微调作用。

轨道电路的原理及应用

25Hz相敏轨道电路的原理及应用 前言 截止到2005年底，中国铁路总营业里程已达到7.5万公里，复线达到2.5万公里，电气化达到2万公里，并且还将修建更多铁路。目前在电气化铁路上有90％的车站采用25Hz相敏轨道电路，因此该制式成为电气化铁路站内轨道电路的首选。 1997年经铁道部鉴定，决定用“97型25Hz相敏轨道电路”替代原“25Hz 相敏轨道电路”在全路推广使用。97行25Hz相敏轨道电路具有工作稳定可靠，维修简单和故障率低的优点，具有很高的抗干扰能力，并延长了轨道电路的极限长度（可达1500m），深受现场欢迎。 第一章轨道电路概述 一、轨道电路作用及构成 轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。 轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。 二、轨道电路的原理 当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道电路空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。同时，当轨道电路发生断轨、断线时，同样会使轨道继电器落下。 三、轨道电路分类 1、按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。 2、按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。 3、按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。 4、按信号电流性质分直流、和交流；连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有：50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计

25HZ相敏轨道电路原理

一、25H Z相敏轨道电路原理(一送一受双扼流) (1)与传统的交流连续式轨道电路的比较 (2)传输信号的不同。 (3)电气化区段抗干扰性选择。 (4)电码化的优势。 GJZ220 GJF220 简单了解25HZ相敏轨道电路制式： 1．通号公司研制的97型。 2．铁科研研制的微电子型。 3．北方交大研制的适配器型。

二、几种器材介绍： 1．JRJC1-70/24型二元二位继电器 JRJC1-70/24型号的含义： 用途：可靠工作反映轨道电路或空闲，可靠不工作反映轨道电路占用。 类型：交流感应式继电器。 特点：频率选择性和相位选择性。 J R J C 1—70 / 240 继电器 二元 交流 插入式 设计序号 轨道线圈电阻 局部线圈电阻

2．HF2-25型和HF-25型防护盒 用途：对50H Z成分进行滤波，减小轨道继电器上50H Z牵引电流的干扰电压。 对25H Z信号频率的无功分量进行补偿。 减少25H Z信号在传输中的衰耗和相移，使轨道线圈电压和局部线圈电压产生正相移，保证轨道继电器正常工作。 原理： 防护盒1、3号端子并接在轨道继电器的轨道线圈上，对50H Z 呈串联谐振，相当于20欧姆的电阻，将50H Z干扰电流旁路掉；对25H Z信号电流相当于16μF电容，以减少25H Z干扰信号在传输中的衰耗和相移，并对25H Z信号频率的无功分量进行补偿。 3．室内防雷补偿器 型号：两种，一种是FB-1型，内设两套补偿单元，另一种是FB-2型，内设一套补偿单元。 参数特性：局部耐压250V，接收工作电压为90V。

71 C1 Z1 C2 Z2 81 51 61 31 41 11 21 FB-1型防雷补偿防护盒原理图 C1 Z1 31 41 21 11 FB-2型防雷补偿防护盒原理图

轨道电路概述

前言 截止到2005年底，中国铁路总营业里程已达到7.5万公里，复线达到2.5万公里，电气化达到2万公里，并且还将修建更多铁路。目前在电气化铁路上有90％的车站采用25Hz相敏轨道电路，因此该制式成为电气化铁路站内轨道电路的首选。 1997年经铁道部鉴定，决定用“97型25Hz相敏轨道电路”替代原“25Hz相敏轨道电路”在全路推广使用。97行25Hz相敏轨道电路具有工作稳定可靠，维修简单和故障率低的优点，具有很高的抗干扰能力，并延长了轨道电路的极限长度（可达1500m），深受现场欢迎。 第一章轨道电路概述 一、轨道电路作用及构成 轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。 轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。 二、轨道电路的原理 当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道电路空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。同时，当轨道电路发生断轨、断线时，同样会使轨道继电器落下。 三、轨道电路分类 1、按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。 2、按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。