一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，还包括加速度传感器和贮存器，所述微处理器将检测获得的电压值、电流值和加速度值存储到所述贮存器。本实用新型专利技术中的基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置除了能测量列车任意时刻的用电功率，还可通过加速度传感器，可以准确的测出该时刻的列车获得的加速度，也可以测试出列车在制动过程中，反向加速度和再生制动电量的实际情况并同时记录下列车用电的电流、电压以及实时的车体加速度数据。这些数据可以作为准确分析列车电能转动能、动能转电能的详尽的原始数据。

Digital electric quantity metering device for subway electric bus based on acceleration detection

The utility model relates to a subway passenger car digital electricity metering device based on acceleration detection, including the microprocessor, and the main circuit connected to the voltage detection unit, and power grid connected current loop detection unit and a power supply for supplying power module, and also comprises a speed sensor and storage device, the microprocessor will detect the voltage value, current value and acceleration value stored in the storage device. The Metro digital electricity metering device based on acceleration detection model can not only measure the train at any time with electric power, but also by the acceleration sensor can accurately detect the moment the train for acceleration, can also test out of the train in the braking process, the actual situation of reverse acceleration and regenerative braking power at the same time and record the train electric current and voltage and the real-time acceleration data. These data can be used as the detailed raw data for the accurate analysis of the electric energy, kinetic energy and kinetic energy of the train.

【技术实现步骤摘要】
一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置
本技术涉及列车运行消耗电量和再生制动时反馈电量的计量装置，具体涉及一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置。
技术介绍
目前，国内地铁电客车几乎没有单独的，由于地铁列车具有再生制动功能（即列车制动时将动能转换为电能反馈回电网供给在线的其他列车使用），因此单从牵引变电所的计量数据无法真实反映列车的实际使用能耗，部分运营线路出现能耗异常却难以进一步查找原因。北京地铁公司在2004年开发了一套地铁电客车电量计量装置，其所采用的计量方法为机械式电度表的计量方法，适用电压较低（660V~1000V），电流较小（10~800A），且计量方式只能实现单向式计量，如果要同时计量反馈回电网的再生制动电量，只能够在反方向再安装一个计量表。该计量表不具备对电量、电流和电压运行走势的数据记录和提取，无法对地铁列车所消耗和反馈的电量、电压和电流进行深层次的单独分析。此前，广州地铁总公司曾经主导研发过列车电量计量装置，并申请专利（授权公告号CN202013378U）如图1所示，公开了“一种地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器，以及电压检测单元和电流检测单元……”，且在各条线路上部分列车加装了该装置。该装置可以统计和存储列车电能耗，提供的数据可以知道某一列地铁列车在某时间段运行所消耗的能量。但由于地铁列车的特殊情况，有很多辅助用电（空调，照明等），而且由于载客情况不同造成自重不同。很多因素会影响到列车实际运行的耗电情况。并且地铁列车具有再生制动功能（即列车制动时将动能转换为电能反馈回电网供给在线的其他列车使用），这一项性能的优劣，也是列车性能的一项重要指标。所以阶段时间内的单纯的电量计量不能准确的提供出列车及其电机的电动能转换比，也就无法直接判别列车动力系统的性能指标。虽然列车车头装有牵引力的检测设备，可以实时检测列车所获得的牵引力，但由于地铁列车传动结构极为复杂，牵引力并不能直接等同于车辆获得的加速度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提出一种可结合列车实际运行状态进行电量计量的数字式电量计量装置。本技术为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，所述微处理器用于通过所述电压检测单元和电流检测单元分别检测获得运行线路的电压和电流值；还包括加速度传感器和贮存器，所述加速度传感器的信号输出端连接到所述微处理器的信号输入端，所述微处理器还通过所述加速度传感器实时检测列车运行中所获得的加速度值，所述微处理器还与所述贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值和加速度值存储到所述贮存器。进一步的，所述加速度传感器中包括采样率可调的时钟模块。进一步的，所述电流检测单元包括若干组用于对应检测若干条电网分回路的电流A/D转换器和双向电流传感器，所述双向电流传感器用于检测列车在启动消耗的正向电流和列车在制动过程中产生的反向反馈电流。进一步的，所述电源模块还分别用于为所述加速度传感器和贮存器供电。进一步的，所述电源模块中设置有滤波模块。本技术的有益效果是：本技术中的基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置除了能测量列车任意时刻的用电功率，还可通过加速度传感器，可以准确的测出该时刻的列车获得的加速度，也可以测试出列车在制动过程中，反向加速度和再生制动电量的实际情况并同时记录下列车用电的电流、电压以及实时的车体加速度数据。这些数据可以作为准确分析列车电能转动能、动能转电能的详尽的原始数据。这些数据可以提供给地铁列车的生产方，地铁列车调度信号系统的研发单位，以及地铁运营公司作为列车性能的判断依据。附图说明下面结合附图对本技术的基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置作进一步说明。图1是
技术介绍
中所提及现有电量计量装置的结构框图；图2是本技术中基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置的原理框图；图3是本技术中基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置的运行流程图。具体实施方式根据图2和图3所示，本技术中的基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块。电压、电流检测单元连接在核心微处理器模拟/数字（AD）接口。微处理器通过一路AD接口，通过电压传感器与电网主回路（母排）连接，用于检测和采集列车运行线路的电压值。微处理器通过一路AD接口，通过电流传感器与电网的分回路（母排）连接，用于检测和采集列车运行线路的电流值。可以作为优选的是：电流检测单元包括若干组用于对应检测若干条电网分回路的电流A/D转换器和双向电流传感器，双向电流传感器用于检测列车在启动消耗的正向电流和列车在制动过程中产生的反向反馈电流。电源模块通过电压转换电路（将DC110V电源转变为DC12V）与微处理器、电压传感器、电流传感器连接。还包括加速度传感器和贮存器，贮存器可为FLASHMEMORY、U盘和/或SD卡等。加速度传感器连接在微处理器串口（RS232接口）。微处理器通过加速度传感器实时检测列车运行中所获得的加速度值，微处理器还与贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值和加速度值存储到贮存器。可以作为优选的是：加速度传感器中包括采样率可调的时钟模块。电源模块还分别用于为加速度传感器和贮存器供电。为了确保计量装置在使用过程中，不会因为负载过载或短路而影响列车各回路的电源供给，采用空气开关将其与其他设备隔离。另外，为了确保使用过程中，计量装置不会对行车设备造成杂波干扰，列车的其他电气部件也不会对计量装置造成电磁干扰，电源模块中设置有滤波模块。本技术的不局限于上述实施例，本技术的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本技术要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，所述微处理器用于通过所述电压检测单元和电流检测单元分别检测获得运行线路的电压和电流值；其特征在于：还包括加速度传感器和贮存器，所述加速度传感器的信号输出端连接到所述微处理器的信号输入端，所述微处理器还通过所述加速度传感器实时检测列车运行中所获得的加速度值，所述微处理器还与所述贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值和加速度值存储到所述贮存器。

【技术特征摘要】
1.一种基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，所述微处理器用于通过所述电压检测单元和电流检测单元分别检测获得运行线路的电压和电流值；其特征在于：还包括加速度传感器和贮存器，所述加速度传感器的信号输出端连接到所述微处理器的信号输入端，所述微处理器还通过所述加速度传感器实时检测列车运行中所获得的加速度值，所述微处理器还与所述贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值和加速度值存储到所述贮存器。2.根据权利要求1所述基于加速度检测的地铁电客车数字式电量计量...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁东升，孟军，陈金，黄康，尹逊政，贾鹏，许硕，李博，龙广钱，徐伟，曾宪卓，邓俊，王文龙，叶富智，白轩，史宁娟，张德明，李廷朵，姜庆阳，陈为华，黄苏苏，朗红霞，
申请(专利权)人：广州地铁集团有限公司，中国铁道科学研究院通信信号研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44