机车受电弓控制系统和机车技术方案

本发明专利技术涉及机车技术领域，尤其涉及一种机车受电弓控制系统和机车。该机车受电弓控制系统可以包括网压信号采集模块、谐波抑制电路和控制器，网压信号采集模块连接于受电弓，用于采集受电弓端的初始网压信号；谐波抑制电路连接于网压信号采集模块，用于滤除初始网压信号的谐波得到目标网压信号；控制器与谐波抑制电路连接，当目标网压信号处于预设范围外时，控制器控制主断开关断开。相较于现有技术，谐波抑制电路能够滤除初始网压信号中的谐波，减小了系统发生高频谐振的可能性，阻止了较高过电压的产生，保证了机车的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
机车受电弓控制系统和机车
本专利技术涉及机车
，尤其涉及一种机车受电弓控制系统和机车。
技术介绍
近年来，随着交流传动电力机车及动车组大量上线运行，在提高铁路运输效率和质量的同时，也使得牵引供电系统中的谐波特性发生变化，即低次谐波减少的同时也带来了丰富的高次谐波。虽然这些谐波含有率不高，但却大大增加了系统发生高频谐振的可能性。当系统发生高频谐振时，往往会形成较大的过电压，影响机车安全运行。但是现有技术中的机车受电弓控制系统不能够去除谐波，对主断开关的控制不够准确，会影响机车的正常运行。因此，有必要设计一种新的机车受电弓控制系统以及机车。所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中机车受电弓控制系统不能够去除谐波，对主断开关的控制不够准确，会影响机车的正常运行的不足，提供一种能够滤除谐波，对主断开关控制准确的机车受电弓控制系统和机车。本专利技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本专利技术的实践而习得。根据本专利技术的一个方面，一种机车受电弓控制系统，用于控制连接于受电弓的主断开关，包括：网压信号采集模块，连接于所述受电弓，用于采集受电弓端的初始网压信号；谐波抑制电路，连接于所述网压信号采集模块，用于滤除所述初始网压信号的谐波得到目标网压信号；控制器，与所述谐波抑制电路连接，当所述目标网压信号处于预设范围外时，控制器控制主断开关断开。在本公开的一种示例性实施例中，所述谐波抑制电路包括：第一带通滤波电路，连接于所述网压信号采集模块，所述第一带通滤波电路的通带宽度大于等于38Hz且小于等于42Hz，中心频率为40Hz；第二带通滤波电路，与所述第二带通滤波电路串联，且所述第二带通滤波电路的通带宽度大于等于59.6Hz且小于等于62.2Hz，中心频率为60Hz。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一带通滤波电路与所述第二带通滤波电路的拓扑结构相同。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一带通滤波电路与所述第二带通滤波电路均为MFB带通滤波电路。在本公开的一种示例性实施例中，所述网压信号采集模块包括：降压电路，与受电弓连接，用于将所述受电弓端的电压降低目标预设倍数得到目标电压信号；信号采集器，对所述目标电压信号进行除噪并进行有效值演算得到所述初始网压信号。在本公开的一种示例性实施例中，所述降压电路包括：高压电压互感器，与所述受电弓连接，用于将所述受电弓端的电压降低第一预设倍数得到第一电压信号；同步变压器，与所述高压电压互感器连接，用于将所述第一电压信号降低第二预设倍数得到目标电压信号。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一预设倍数为250倍。在本公开的一种示例性实施例中，所述第二预设倍数为20倍。在本公开的一种示例性实施例中，所述机车受电弓控制系统还包括：存储模块，于所述控制器连接，用于存储所述目标网压信号。根据本公开的一个方面，提供一种机车，包括：上述任意一项所述的机车受电弓控制系统。由上述技术方案可知，本专利技术具备以下优点和积极效果中的至少之一：本专利技术机车受电弓控制系统，利用网压信号采集器采集受电弓端的初始网压信号，并经由谐波抑制电路将初始网压信号中的谐波滤除得到地目标网压信号，在目标网压信号不再预设范围内时，控制器控制主断开关断开；相较于现有技术，谐波抑制电路能够滤除初始网压信号中的谐波，减小了系统发生高频谐振的可能性，阻止了较高过电压的产生，保证正了机车的正常运行。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1是相关技术中对初始网压信号的处理方法的示意图；图2是网压频率发生偏差时的相位示意图；图3是本专利技术示机车受电弓控制系统的意图；图4是受电弓与网压信号采集模块连接方式的结构示意图；图5是谐波抑制电路的示意图；图6是相关技术中对网压和电流测试示意图；图7是本专利技术对网压和电流测试示意图。附图标记说明如下：1网压信号采集模块；11、降压电路；111、高压电压互感器；112、同步变压器；12、信号采集器；2、谐波抑制电路；21、第一带通滤波电路；22、第二带通滤波电路3、控制器；4、受电弓；5、主断开关；6、避雷器；7、接地开关。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。机车要实现整流器的四象限运行，关键在于网侧电流的控制。一方面，可以通过控制PWM整流器交流电压，间接控制网侧电流；另一方面，也可以通过网侧电流的闭环控制，直接控制整流器的网侧电流。这两种控制方案都涉及到了对网侧电压或电流信号的同步及信号处理的问题。同步电路在系统中起两个作用，测量电网电压的频率；提供电网电压初始相位时刻。这二者是实现系统交流电流跟踪电网电压并与之同频同相的必要条件，因此同步电路的设计是不是合理非常关键。当机车所处弓网环境谐波含量较高时，为了使四象限整流稳定运行，要求采集的弓网电压、电流信号与送入CPU处理的电压、电流信号在严格意义上同步，同步的关键是要实现相位和频率的同步，而频率的同步容易满足，还需要相位同步。同步电压、电流信号的处理不仅要考察滤波处理电路的性能，还要特别关注滤波处理电路对信号相位的影响。参照图1所示，目前机车在四象限调制控制上普遍采用检测网压信号由正向负变化的零点交叉，将相位θ设置为0。另外，通过检测两个零点交叉之间的时间来演算网压频率、并算出四象限输入电压的相位θ。因网压波形畸变、导致网压频率演算发生偏差。参照图2所示，由于相位θ是使用网压频率来计算的，所以相位θ也发生偏差。图中S1表示频率向大的方向发生偏差时的相位，S2表示频率向小的方向发生偏差时的相位，当相位θ发生偏差时、网压与四象限输入电压之间就会发生偏差，发生偏差后，导致二次电流流入，直至达到二次过电流，触发机车断主断的保护动作。由于真空主断路器的开断会产生操作过电压，与网侧谐振电压叠加后会对网侧高压设备产生影响，严重时导致避雷器6击穿放电的现象发生。基于上述缺点，本专利技术首先提出一种新的机车受电弓控制系统，用于控制连接于受电弓的主断开关，参照图3所示，该机车受电弓控制系统可以包括网压信号采集模块1、谐波抑制电路2和控制器3，网压信号采集模块1连接于受电弓4，用于采集受电弓4端的初始网压信号；谐波抑制电路2连接于网压信号采集模块1，用于滤除初始网压信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车受电弓控制系统，用于控制连接于受电弓的主断开关，其特征在于，包括：/n网压信号采集模块，连接于所述受电弓，用于采集受电弓端的初始网压信号；/n谐波抑制电路，连接于所述网压信号采集模块，用于滤除所述初始网压信号的谐波得到目标网压信号；/n控制器，与所述谐波抑制电路连接，当所述目标网压信号处于预设范围外时，控制器控制主断开关断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种机车受电弓控制系统，用于控制连接于受电弓的主断开关，其特征在于，包括：
网压信号采集模块，连接于所述受电弓，用于采集受电弓端的初始网压信号；
谐波抑制电路，连接于所述网压信号采集模块，用于滤除所述初始网压信号的谐波得到目标网压信号；
控制器，与所述谐波抑制电路连接，当所述目标网压信号处于预设范围外时，控制器控制主断开关断开。


2.根据权利要求1所述的机车受电弓控制系统，其特征在于，所述谐波抑制电路包括：
第一带通滤波电路，连接于所述网压信号采集模块，所述第一带通滤波电路的通带宽度大于等于38Hz且小于等于42Hz，中心频率为40Hz；
第二带通滤波电路，与所述第二带通滤波电路串联，且所述第二带通滤波电路的通带宽度大于等于59.6Hz且小于等于62.2Hz，中心频率为60Hz。


3.根据权利要求2所述的机车受电弓控制系统，其特征在于，所述第一带通滤波电路与所述第二带通滤波电路的拓扑结构相同。


4.根据权利要求2所述的机车受电弓控制系统，其特征在于，所述第一带通滤波电路与所述第二带通滤波电路均为MFB带通滤波电路。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：于保华，韩志业，王欣，王晓元，李卫国，
申请(专利权)人：中车大同电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14