一种新型铁路机车干燥器控制模块的制作方法

1.本实用新型属于轨道车辆电控器技术领域，具体涉及一种新型铁路机车干燥器控制模块。


背景技术：

2.美国gw公司994-501mc型号电控器被广泛用于机车的双塔干燥器的控制，但其设计不合理，在使用中出现诸多问题，都是极其严重的问题，严重影响机车的正常运营。具体存在以下问题： 1、整流桥发热：由于该型号电控器的电热板功率较大，电流达到10a，致使整流桥严重发热。整流桥固定在铁板上，铁板的传热性非常差，造成整流桥温度持续上升，轻则烧坏插簧端子和导线，重则整流桥失去功能甚至炸毁。导致整个控制器不能正常供电，干燥器失去功能，压缩空气得不到净化，严重影响整个列车制动系统的安全运行。电流大、发热大、散热又不好，更换整流桥并不能从根本上解决问题，整流桥发热始终是一大隐患。2、连接线端子发热：控制器的电力分配靠插簧端子进行分配，同样因为电流大，接触不好的端子容易发热烧坏，大电流的插簧用了6个之多，一个不好影响全部。3、开关管发热：开关管是电加热板的控制开关，同样也是因为电流大，散热不好，造成温升过高，发热烧坏。4、控制板局部发热：控制板上有个电源管理元件，发热量也有点大，配用的散热片不合理，造成局部发热，烧坏pcb铜皮。5、控制板裸露，容易污染损坏。994-501mc型号电控器不仅影响机车的正常工作，还提高了售后服务成本和更换维修成本，耗费人力物力，因此，急需一种新型铁路机车干燥器控制模块。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种新型铁路机车干燥器控制模块，不发热、不烧线，状态显示清晰，灌封结构，防水抗污。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
5.一种新型铁路机车干燥器控制模块，包括电源变换器、微电脑控制器、双向功率开关模块、空压机工作指示灯、监控指示灯、电磁阀指示灯和加热指示灯，均密封装在盒体中，盒体安装在散热板上；所述控制模块还包括外接元件，所述外接元件包括电源插座、加热板、温度传感器和电磁阀；所述盒体的面板上仅设有与外接元件连接的接插件；所述电源插座与所述电源变换器连接，所述电源变换器与所述微电脑控制器、所述电磁阀分别连接，所述电源插座与所述加热板之间设有双向功率开关模块，所述双向功率开关模块与所述微电脑控制器连接；所述加热板与所述温度传感器连接，所述温度传感器与所述微电脑控制器连接。
6.进一步的，所述空压机工作指示灯，监控指示灯，电磁阀工作指示灯，加热工作指示灯均与微电脑控制器连接。
7.进一步的，所述电磁阀包括电磁阀一和电磁阀二。
8.进一步的，所述电源变换器为小功率电源变换器。
9.进一步的，所述双向功率开关模块为双向大功率开关模块。
10.进一步的，所述温度传感器为热敏电阻。
11.进一步的，所述盒体为塑料盒。
12.进一步的，所述塑料盒的尺寸为83mm*48mm*17mm。
13.进一步的，所述散热板的尺寸为120mm*55mm*12mm。
14.进一步的，所述新型铁路机车干燥器控制模块内部为灌封结构。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果为：
16.本实用新型提供了一种新型干燥器控制模块，不使用发热量大的整流桥，电力分配在模块内部连接，外部接线十分简洁。不发热、不烧线，在加热工况时，模块自身发热轻微，温升＜20℃。本实用新型不仅实现了电控器的全部功能，而且设有指示灯，具有状态显示、自我保护功能，替换改造简便易行，彻底消除了上述隐患。本实用新型为灌封结构，防水抗污。
附图说明
17.图1为新型铁路机车干燥器控制模块的外观示意图；
18.图2为新型铁路机车干燥器控制模块的内部结构示意图；
19.图3为状态指示灯工作示意图，其中，a为正常工作时瞬闪示意图，b为故障状态时瞬闪示意图；
20.图中，1、电源插座，2、电源变换器，3、微电脑控制器，4、双向功率开关模块，5、加热板，6、温度传感器，7、sv1电磁阀，8、sv2电磁阀，9、空压机工作指示灯，10、监控指示灯，11、sv1指示灯，12、sv2指示灯，13、加热指示灯，14、塑料盒。
具体实施方式
21.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
22.实施例1
23.请参阅图1~3，本实施例提供了一种新型铁路机车干燥器控制模块，具体型号为994-501mc（jkg5）型，包括电源变换器2、微电脑控制器3、双向功率开关模块4、电源变换器2、空压机工作指示灯9、监控指示灯10、 sv1指示灯11、sv2指示灯12和加热指示灯13，均密封装在塑料盒14中，塑料盒14安装在散热板上。所述塑料盒14的尺寸为83mm*48mm*17mm。所述散热板的尺寸为120mm*55mm*12mm。所述控制模块还包括外接元件，所述外接元件包括电源插座1、加热板5、温度传感器6、sv1电磁阀7和sv2电磁阀8；所述塑料盒的面板上仅设有与外接元件连接的接插件。电源插座1与电源变换器2连接，电源变换器2与微电脑控制器3、sv1电磁阀7、sv2电磁阀8连接，电源插座1与加热板5之间设有双向功率开关模块4，双向功率开关模块4与微电脑控制器3连接。温度传感器6与加热板5连接。空压机工作指示灯9，监控指示灯10， sv1指示灯11，sv2指示灯12，加热指示灯13均与微电脑控制器3连接。新型铁路机车干燥器控制模块内部为灌封结构。
24.电源插座1接入机车直流74v电源及空压机信号，模块内部有一个小功率电源变换器2，将74v电源变换成微电脑控制器3适用的低压电及sv1电磁阀7和sv2电磁阀8用电，sv1
电磁阀7和sv2电磁阀8功率不到6w，热损耗很低，几乎可以忽略。加热板5的功率大于700w，电流达到了10a，电路处理不好很容易严重发热。本实用新型的模块由双向功率开关模块4（双向大功率开关模块）来控制加热板5的导通与关断，因为双向可控，所以不需要像美国994-501mc那样安装整流桥，并且省去整流桥以后，接线也变得非常简单。这种开关模块还具有导通电阻低，且具备电流电压反馈功能，使得微电脑控制器3能够对其工作状态进行监控。新型铁路机车干燥器控制模块的工作状态全由微电脑控制器3进行控制，工作状态通过指示灯显示。
25.新型铁路机车干燥器控制模块的指示灯也是一个特色，美国994-501mc无指示灯，不能直观看到电路板的工作状态，新型铁路机车干燥器控制模块解决了这个问题，大受机务检修人员的欢迎。
26.1. 时控器时间转换是在空压机工作时进行的，空压机工作指示灯9(黄灯)亮，表示空压机正在工作，电磁阀sv1 7、电磁阀sv2 8才能轮流工作转换。sv1指示灯11(绿灯)亮，表示电磁阀sv1 7工作，sv2指示灯12(绿灯)亮，表示电磁阀sv2 12工作。
27.2. 温度传感器6检测到阀体温度低于5℃，加热板5通电工作，加热指示灯13(红灯)亮，当温度升高到8℃，停止加热。
28.3. 温度传感器6是一个热敏电阻，常温25℃时，阻值4.7k，0℃时为14k，用数字万用表欧姆档就可以进行检测。
29.4. 模块保护功能
30.对电磁阀过流有保护作用，当电磁阀阻值变小（小于20欧姆），说明线圈有故障，报警提示。如果电磁阀断线（或者没有接好）也有报警提示。对加热过流有保护作用，当加热板5短路，电流大于20a，自动切断加热，并报警提示。如果加热板5断线（或者没有接好）也有报警提示。温度传感器6断开或者短路都有报警提示。
31.5. 电源指示和报警提示都由监控指示灯实现。正常工作时，状态指示灯每秒一瞬闪，指示故障时，闪的时间要长一些，很容易分辨。
32.以每秒一瞬闪作为间隔，长闪的次数就是故障类别提示：
33.长闪1下：sv1故障，sv1指示灯亮是开路，否则短路；
34.长闪2下：sv2故障，sv2指示灯灯亮是开路，否则短路；
35.长闪3下：加热故障，还达不到加热温度就提示故障为开路，否则短路或过流；
36.长闪4下：温度传感器故障，开路或短路。
37.长闪5下：电源电压低于45v，或者模块超温。
38.当出现报警提示时，检查相关线路是否有短路或者开路故障。
39.本实施例的模块参数：
40.工作电压：dc 45～85v，电源插片不分正负；
41.电磁阀：12v直流电磁阀，线圈阻值》20欧姆；
42.加热温度：《5℃，加热电流：《15a；
43.工作环境温度：-40℃～+70℃。
44.工作原理：
45.连接器a、c端提供74v直流电源，b端为空压机工作信号端，空压机工作时该端电压74v，空压机不工作该端无电压。
46.整个控制过程由微电脑控制器3的微电脑芯片u1负责，间隔17秒后，发出一个控制信号给mos管q1导通，电磁阀sv1 7得电。48秒后，mos管q1关闭，电磁阀sv1 7失电。然后再间隔17秒，发出一个控制信号给mos管q2，q2导通，电磁阀sv2 8得电。48秒后，mos管q2关闭，电磁阀sv2 8失电。
……
如此不断循环。
47.将连接器b端（空压机工作信号）74v电压转换后5v电压提供给微电脑芯片，用于判断空压机工作情况。在空压机工作时，上述工作循环才能正常循环。空压机不工作时，循环暂停，电磁阀失电。这样电磁阀的得电时间保持在48秒，即具有定时记忆功能。
48.冬季，为了保证阀体不被冻结，电控板上设有保温控制电路，温度传感器6将温度信号转换为电压信号，提供给微电脑芯片发出加热信号给双向功率开关模块4，控制加热板5就通电或断电。温度低于5℃，加热板5通电工作，加热指示灯13(红灯)亮，当温度升高到8℃，停止加热。
49.本电路具有过流保护功能，电磁阀（sv1电磁阀， sv2电磁阀）及加热板5的过流保护功能由微电脑芯片检测工作电流的大小来判定并发出故障信号到检测指示灯。
50.整个电路的工作情况都通过指示灯的显示反映出来。空压机工作指示灯9、sv1指示灯11、sv2指示灯12、加热指示灯13都是工作时亮，不工作不亮。
51.监控指示灯10，以每秒一瞬闪作为间隔，长闪的次数就是故障类别提示：
52.长闪1下：sv1故障，sv1灯亮是开路，否则短路；
53.长闪2下：sv2故障，sv2灯亮是开路，否则短路；
54.长闪3下：加热故障，还达不到加热温度就提示故障为开路，否则短路或过流；
55.长闪4下：温度传感器故障，开路或短路。
56.长闪5下：电源电压低于45v，或者模块超温。
57.综上所述，上述实施方式并非是本实用新型的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本实用新型的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本实用新型的技术范畴。

技术特征：
1.一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，包括电源变换器、微电脑控制器、双向功率开关模块、空压机工作指示灯、监控指示灯、电磁阀指示灯和加热指示灯，均密封装在盒体中，盒体安装在散热板上；所述控制模块还包括外接元件，所述外接元件包括电源插座、加热板、温度传感器和电磁阀；所述盒体的面板上仅设有与外接元件连接的接插件；所述电源插座与所述电源变换器连接，所述电源变换器与所述微电脑控制器、所述电磁阀分别连接，所述电源插座与所述加热板之间设有双向功率开关模块，所述双向功率开关模块与所述微电脑控制器连接；所述加热板与所述温度传感器连接，所述温度传感器与所述微电脑控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述空压机工作指示灯、监控指示灯、电磁阀工作指示灯和加热工作指示灯均与微电脑控制器连接。3.根据权利要求1所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述电磁阀包括电磁阀一和电磁阀二。4.根据权利要求1所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述电源变换器为小功率电源变换器。5.根据权利要求4所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述双向功率开关模块为双向大功率开关模块。6.根据权利要求5所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述温度传感器为热敏电阻。7.根据权利要求1所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述盒体为塑料盒。8.根据权利要求7所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述塑料盒的尺寸为83mm*48mm*17mm。9.根据权利要求1所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述散热板的尺寸为120mm*55mm*12mm。10.根据权利要求1所述的一种新型铁路机车干燥器控制模块，其特征在于，所述新型铁路机车干燥器控制模块内部为灌封结构。

技术总结
本实用新型提供了一种新型铁路机车干燥器控制模块，包括电源变换器、微电脑控制器、双向功率开关模块、空压机工作指示灯、监控指示灯、电磁阀指示灯、加热指示灯，均密封装在盒体中，盒体安装在散热板上；控制模块还包括外接元件，外接元件包括电源插座、加热板、温度传感器和电磁阀；所述盒体的面板上仅设有与外接元件连接的接插件；电源插座与所述电源变换器连接，电源变换器与微电脑控制器、电磁阀连接，电源插座与加热板之间设有双向功率开关模块。本实用新型不使用发热量大的整流桥，电力分配在模块内部连接，外部接线十分简洁，实现了电控器的全部功能，具有状态显示、自我保护功能，替换改造简便易行。本实用新型为灌封结构，防水抗污。抗污。抗污。


技术研发人员：张平 单宁
受保护的技术使用者：青岛德润鑫铁路装备有限公司
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2022/12/20