[发明专利]脉宽调制的机车刮雨器控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及机车刮雨器控制的电子技术领域，尤其适用于机车、城轨、地铁等轨道交通用刮雨器控制。

背景技术

机车刮雨器分为气动刮雨器和电动刮雨器两种类型。机车电动刮雨器具有特殊性：机车直流110V电源（电动刮雨器供电电源）波动严重（±30％），电网冲激电压高，运行转矩负载大，机车频繁出现两车交会、进入隧道等刮雨器转矩负载骤增等特殊情况。

电动刮雨器目前有两种控制方案。一、继电器控制双速永磁直流电机方案：缺点是继电器触点拉弧烧损、电磁干扰严重、噪音大、电机使用寿命短等问题，故障率高。二、电力电子开关控制双速永磁直流电机方案：缺点是这种方法不仅没有从根本上解决电机使用寿命短的问题，而且由于设计不合理，电力电子开关常常损坏。双速电机由于力矩不对称造成滑环碳刷快速磨损的缺陷，使用寿命很短。机车电动刮雨器故障率高达30-40％，原有的机车刮雨器成为涉及安全行车的一个障碍，因此急需一种质量可靠、高稳定性的机车刮雨器。

发明内容

本发明的目的在于，克服目前电动刮雨器成本高、使用寿命短，控制电路易损坏，故障率高的不足，提供一种结构简单，成本低、性能稳定，可靠性高的机车刮雨器控制系统。

本发明的技术方案是：一种脉宽调制的机车刮雨器控制系统，包括直流电源延时断电开关电路，刮雨器直流电机PWM控制驱动电路，电机过流保护电路，刮雨器直流电机停止制动电路，单速直流电机。

所述直流电源延时断电开关电路（2）输入端连接机车110V直流电源过压、浪涌保护电路（1），输出端连接共模信号抑制电路（3），控制端连接输入控制电路（5）的停止电路，共模信号抑制电路（3）连接电源隔离转换电路（4）和雨刮电机（10）的正端。

所述刮雨器直流电机PWM控制驱动电路，中央控制单元（6）输入扫描端口连接输入控制电路（5），中央控制单元（6）PWM输出端口连接PWM运行高频高速隔离电路（12）输入端，PWM运行高频高速隔离电路（12）输出端连接高速MOS管驱动电路（13）输入端，高速MOS管驱动电路（13）输出端连接运行MOSFET（14）栅极，运行MOSFET（14）漏极连接单速雨刮电机（10）负端，源极连接电机电流检测电路（15）接电源负极。

所述运行MOSFET（14）栅源极连接双向限压保护电路，为一对稳压管反向串联；运行MOSFET（14）漏源极连接RC尖峰抑制与吸收电路。

所述高速MOS管驱动电路（13）输出端接限流耦合电阻和泄放电阻，限流耦合电阻另一端连接运行MOSFET（14）栅极，泄放电阻另一端接地。

所述电机过流保护电路，电机电流检测电路（15）连接运行MOSFET（14）和电机过流比较电路（16），电机过流比较电路（16）输出端连接过流检测隔离电路（17）输入端，过流检测隔离电路（17）输出端连接中央控制单元（6）的过流检测端口，电流检测电路（15）为无感大功率精密电阻，电机过流比较电路（16）为比较器电路。

所述刮雨器直流电机停止制动电路：中央控制单元（6）PWM输出端口连接制动隔离电路（7）输入端，制动隔离电路（7）输出端连接制动双极型MOS管驱动电路（8）输入端，制动双极型MOS管驱动电路（8）输出端连接制动MOSFET（9）的栅极，制动MOSFET（9）的漏极连接共模信号抑制电路（3）输出端，源极连接雨刮电机（10）负极。

所述制动MOSFET（9）栅源极连接双向限压保护电路，为一对稳压管反向串联，漏源极连接RC尖峰抑制与吸收电路，雨刮电机（10）两端连接续流保护电路。

所述刮臂位置检测电路（18）检测直流电机（10）输出刮臂机构（11）的指定停止位置，刮臂位置检测电路（18）连接位置检测隔离电路（19）输入端，位置检测隔离电路（19）输出端连接中央控制单元（6）位置检测端口。

所述喷淋电机控制驱动电路，中央控制单元（6）PWM喷淋端口连接喷淋隔离电路（20）输入端，喷淋隔离电路（20）输出端连接双极型MOS管驱动电路（21），双极型MOS管驱动电路（21）连接喷淋MOSFET（22）栅极，漏极连接喷淋电机（23）负极，源极连接电源负极。

所述脉宽调制的机车刮雨器控制系统，由中央控制单元（6）扫描输入控制电路（5）的慢速、快速、间歇或停止信号，通过刮雨器直流电机PWM控制驱动电路输出脉宽调制信号，控制单速直流雨刮电机（10）带动刮臂机构（11）对铁路机车玻璃进行慢速、快速、间歇刮刷运行或停止。