【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力机车控制的，尤其涉及一种受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路及其控制方法。
技术介绍
1、电气化公路车辆是一种新型的交通运输工具，它结合了传统车辆和电气化铁路的特点，通过在公路上铺设电力供应设施，为车辆提供动力。
2、目前，电气化公路车辆顶部安装有受电弓，受电弓从接触网上取电，为公路车运行提供动力，车辆采用橡胶轮胎，在铺装公路上行驶。而轨道交通车辆通过受电弓从接触网取电，为车辆行驶提供动力，车辆采用钢制轮毂在轨道上行驶。电气化公路车辆和轨道交通车辆的最大区别在于行驶路况不同。
3、钢轨高低误差通常小，确保了轨道交通车辆可以在相对平整的轨面上行驶，受电弓振幅小，但电气化公路车行驶路况复杂，路面凹凸不平，车辆在行驶过程中受电弓振幅大，当受电弓升降调节能力小于振幅时，会导致跳弓并拉弧。
4、拉弧使受电弓和接触网拉弧位置温度急剧升高，并伴随的高温烧蚀现象，大幅降低了受电弓和接触的使用寿命。并且dc/dc变换器中间回路电压会因为跳弓而压低，导致预充电接触器和主接触器频繁启动，严重影响接触器和限流电阻使用寿命，进而导致故障报警停机无法自动复位，从而导致放电拉弧现象，影响车辆正常运行。
技术实现思路
1、为了克服现有电气化公路车辆控制技术中存在当振动超出受电弓可控范围使会出现跳弓现象，导致放电拉弧现象，进而导致故障报警停机无法自动复位，影响车辆正常运行的问题，本专利技术提出一种受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路及其控制方法，能够有效防止受电弓跳
2、为实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案实现：
3、本专利技术的目的之一在于：
4、一种受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，所述电路包括：电压输入单元、电流检测单元、控制单元、电源转换单元、电压输出单元及负载；受电弓的输出端与电压输入单元的输入端电连接，所述电压输入单元的输出端分别与电流检测单元的输入端、电源转换单元的输入端电连接，所述电流检测单元的输出端与控制单元的输入端电连接，所述控制单元的控制信号输出端与所述电源转换单元的控制信号输入端电连接，所述电源转换单元的反馈信号输出端与所述控制单元的反馈信号输入端电连接，所述电源转换单元的功率输出端与所述电压输出单元的功率输入端电连接，所述电压输出单元的输出端与负载的输入端电连接。
5、在上述技术方案中，通过受电弓从接触网接电，再由电压输入单元将受电弓接收的电压导入电路系统进行运作，然后通过电源转换单元高速采集电压输入单元间回路的电压值，并对不同时间段的电压值做差值计算，得到受电弓的电压波动范围，随后根据受电弓的电压波动范围设置阈值，并根据预设的阈值确定受电弓是否跳弓，若受电弓跳弓，电源转换单元则在跳弓的瞬间断开功率输出，保证电源转换单元输入侧滤波电容电位接近接触网电位，并向受电弓提供电位，从而降低接触网和受电弓之间的电势差，防止发生电离现象，进而防止放电拉弧现象，电流检测单元对电压输入单元输入的电流和电压输出单元输出的电流进行实时的电流检测，检测整个电路回路中的电流变化，并实时将检测数据传输至控制单元，控制单元根据电路电压数据对电源转换单元进行预充电指令下达，同时，电源转换单元在预充电过程中，将实时数据反馈至控制单元，从而有效防止电源转换单元间的回路电压会因为跳弓而压低，导致预充电接触器和主接触器频繁启动的问题，并有效提高电路中接触器和限流电阻使用寿命，能够有效防止受电弓跳弓时出现的放电拉弧现象，并能使故障报警停机自动复位，保证电气化公路车辆的正常运行。
6、优选地，所述电压输入单元包括电抗器l1、熔断器fu1、滤波装置z1、直流接触器km1、直流接触器km2、限流电阻r1及二极管vd1；所述电抗器l1的输入端与所述受电弓的第一输出端电连接，所述电抗器l1的输出端与所述熔断器fu1的输入端电连接，所述熔断器fu1的输出端与所述滤波装置z1的第一输入端电连接，所述滤波装置z1的第一输出端分别与直流接触器km1、直流接触器km2的输入端电连接，所述直流接触器km2的输出端与所述限流电阻r1的输入端电连接，所述限流电阻r1的输出端与所述二极管vd1的输入端电连接。
7、在上述技术方案中，在电压输入单元中设置电抗器能够有效限制短路电流、调节电网电压，电抗器与熔断器能够有效保护电力设备，滤波装置z1用于对电信号进行滤波处理，对不同频率的电信号进行选择性通过或阻挡；直流接触器km1、直流接触器km2、限流电阻r1主要作为电源转换单元的电压输入端，对电源转换单元进行预充电，并在电源转换单元预充电完成之后，将电压的流向切换至主回路。
8、优选地，所述电流检测单元包括电流传感器bc1，所述电源转换单元包括若干个llc功率模块，每一个所述llc功率模块间通过并联连接；所述二极管vd1的输出端与所述电流传感器bc1的输入端电连接，所述电流传感器bc1的输出端与每一个llc功率模块的正极输入端电连接；所述受电弓的第二输出端与所述滤波装置z1的第二输入端电连接，所述滤波装置z1的第二输出端与每一个llc功率模块的负极输入端电连接；
9、其中，llc功率模块包括dc/dc变换器。
10、在上述技术发中，设置的电流传感器bc1主要用于检测电压输入单元输入电路主回路中的电流，并将检测数据传输至控制单元，控制单元根据输入的电流数据，向llc功率模块下达预充电指令，dc/dc变换器在预充电过程中，将输入的电压输入转换为功率输出。
11、优选地，所述电压输出单元包括限流电阻r2、直流接触器km3、直流接触器km4、二极管vd2及滤波装置z2；每一个所述llc功率模块的正极输出端分别与限流电阻r2的输入端、直流接触器km3的输入端电连接，所述限流电阻r2的输出端与所述直流接触器km4的输入端电连接，所述直流接触器km4的输出端与所述二极管vd2的输入端电连接，所述滤波装置z2的第一输入端分别与二极管vd2的输出端、直流接触器km3的输出端电连接，所述滤波装置z2的第二输入端分别与每一个llc功率模块的负极输出端电连接；所述滤波装置z2的第一输出端和第二输出端分别与负载的第一输入端和第二输入端电连接。
12、在上述技术方案中，滤波装置z2用于对电信号进行滤波处理，对不同频率的电信号进行选择性通过或阻挡；直流接触器km3、直流接触器km4、限流电阻r2主要结合车在动力电池对电源转换单元的输出端进行预充电，并在电源转换单元预充电完成之后，将电压的流向切换至主回路。
13、优选地，所述电流检测单元还包括电流传感器bc2，所述电流传感器bc2的输入端分别与二极管vd2的输出端、直流接触器km3的输出端电连接，所述电流传感器bc2的输出端与滤波装置z2的第一输入端电连接。
14、在上述技术方案中，设置的电流传感器bc2主要用于检测电压输出单元输入电路主回路中的电流，并将检测数据传输至控制单元，控制单元根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电路包括：电压输入单元、电流检测单元、控制单元、电源转换单元、电压输出单元及负载；受电弓的输出端与电压输入单元的输入端电连接，所述电压输入单元的输出端分别与电流检测单元的输入端、电源转换单元的输入端电连接，所述电流检测单元的输出端与控制单元的输入端电连接，所述控制单元的控制信号输出端与所述电源转换单元的控制信号输入端电连接，所述电源转换单元的反馈信号输出端与所述控制单元的反馈信号输入端电连接，所述电源转换单元的功率输出端与所述电压输出单元的功率输入端电连接，所述电压输出单元的输出端与负载的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电压输入单元包括电抗器L1、熔断器FU1、滤波装置Z1、直流接触器KM1、直流接触器KM2、限流电阻R1及二极管VD1；所述电抗器L1的输入端与所述受电弓的第一输出端电连接，所述电抗器L1的输出端与所述熔断器FU1的输入端电连接，所述熔断器FU1的输出端与所述滤波装置Z1的第一输入端电连接，所述滤波装置Z1的第一输出端分别与直流接触器
3.根据权利要求2所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电流检测单元包括电流传感器BC1，所述电源转换单元包括若干个LLC功率模块，每一个所述LLC功率模块间通过并联连接；所述二极管VD1的输出端与所述电流传感器BC1的输入端电连接，所述电流传感器BC1的输出端与每一个LLC功率模块的正极输入端电连接；所述受电弓的第二输出端与所述滤波装置Z1的第二输入端电连接，所述滤波装置Z1的第二输出端与每一个LLC功率模块的负极输入端电连接；
4.根据权利要求3所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电压输出单元包括限流电阻R2、直流接触器KM3、直流接触器KM4、二极管VD2及滤波装置Z2；每一个所述LLC功率模块的正极输出端分别与限流电阻R2的输入端、直流接触器KM3的输入端电连接，所述限流电阻R2的输出端与所述直流接触器KM4的输入端电连接，所述直流接触器KM4的输出端与所述二极管VD2的输入端电连接，所述滤波装置Z2的第一输入端分别与二极管VD2的输出端、直流接触器KM3的输出端电连接，所述滤波装置Z2的第二输入端分别与每一个LLC功率模块的负极输出端电连接；所述滤波装置Z2的第一输出端和第二输出端分别与负载的第一输入端和第二输入端电连接。
5.根据权利要求4所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电流检测单元还包括电流传感器BC2，所述电流传感器BC2的输入端分别与二极管VD2的输出端、直流接触器KM3的输出端电连接，所述电流传感器BC2的输出端与滤波装置Z2的第一输入端电连接。
6.根据权利要求3所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电流检测单元还包括绝缘电阻监测装置A2；所述绝缘电阻监测装置A2的第一输入端与所述受电弓的第一输出端电连接，所述绝缘电阻监测装置A2的第二输入端与所述受电弓的第二输出端电连接；每一个所述LLC功率模块的正负极VS接口均与所述绝缘电阻监测装置A2的VS接口电连接；
7.根据权利要求1-6任一项所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述控制单元包括主控制器A1、第一端口X1、第二端口X2及第三端口X3；所述第一端口X1与主控制器A1的第一端口电连接，所述第二端口X2与主控制器A1的第二端口电连接，所述第三端口X3与主控制器A1的CANH接口和CANL接口电连接；每一个所述LLC功率模块的CANH接口和CANL接口均与所述主控制器A1的CANH接口和CANL接口电连接；所述绝缘电阻监测装置A2的电阻检测信号接口与所述主控制器A1的电阻检测信号接口电连接，所述电流传感器BC1的电流信号接口与所述主控制器A1的电流信号接口电连接，所述电流传感器BC2的电流信号接口与所述主控制器A1的电流信号接口电连接；
8.根据权利要求3所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，每一个所述LLC功率模块包括开关网络、谐振网络及整流输出网络；
9.一种受电弓跳弓检测与维持输入电压的控制方法，所述方法应用于如权利要求1-8任一项所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的控制方法，其特征在于，所述方法还...
【技术特征摘要】
1.一种受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电路包括：电压输入单元、电流检测单元、控制单元、电源转换单元、电压输出单元及负载；受电弓的输出端与电压输入单元的输入端电连接，所述电压输入单元的输出端分别与电流检测单元的输入端、电源转换单元的输入端电连接，所述电流检测单元的输出端与控制单元的输入端电连接，所述控制单元的控制信号输出端与所述电源转换单元的控制信号输入端电连接，所述电源转换单元的反馈信号输出端与所述控制单元的反馈信号输入端电连接，所述电源转换单元的功率输出端与所述电压输出单元的功率输入端电连接，所述电压输出单元的输出端与负载的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电压输入单元包括电抗器l1、熔断器fu1、滤波装置z1、直流接触器km1、直流接触器km2、限流电阻r1及二极管vd1；所述电抗器l1的输入端与所述受电弓的第一输出端电连接，所述电抗器l1的输出端与所述熔断器fu1的输入端电连接，所述熔断器fu1的输出端与所述滤波装置z1的第一输入端电连接，所述滤波装置z1的第一输出端分别与直流接触器km1、直流接触器km2的输入端电连接，所述直流接触器km2的输出端与所述限流电阻r1的输入端电连接，所述限流电阻r1的输出端与所述二极管vd1的输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电流检测单元包括电流传感器bc1，所述电源转换单元包括若干个llc功率模块，每一个所述llc功率模块间通过并联连接；所述二极管vd1的输出端与所述电流传感器bc1的输入端电连接，所述电流传感器bc1的输出端与每一个llc功率模块的正极输入端电连接；所述受电弓的第二输出端与所述滤波装置z1的第二输入端电连接，所述滤波装置z1的第二输出端与每一个llc功率模块的负极输入端电连接；
4.根据权利要求3所述的受电弓跳弓检测与维持输入电压的电路，其特征在于，所述电压输出单元包括限流电阻r2、直流接触器km3、直流接触器km4、二极管vd2及滤波装置z2；每一个所述llc功率模块的正极输出端分别与限流电阻r2的输入端、直流接触器km3的输入端电连接，所述限流电阻r2的输出端与所述直流接触器km4的输入端电连接，所述直流接触器km4的输出端与所述二极管...
【专利技术属性】
技术研发人员：阳东礼，李川，高强，张锦，姜宇飞，杨冠男，
申请(专利权)人：株洲九方装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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