[實(shí)用新型]一種直流牽引供電系統(tǒng)的新型傳感系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220614601.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202956419U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常倫凱;常寶波;袁偉恒;盧偉東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州東芝白云電器設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種傳感系統(tǒng)，尤其是一種直流牽引供電系統(tǒng)的新型傳感系統(tǒng)。

背景技術(shù)

直流牽引供電系統(tǒng)中，目前常用的電流測(cè)量方法是接觸式測(cè)量方式，如圖1所示，在供電主回路中串聯(lián)毫歐級(jí)的電阻，這個(gè)電阻通常稱(chēng)為分流器，分流器充當(dāng)取樣電阻的功能，將分流器兩端的信號(hào)接入隔離放大器，經(jīng)過(guò)隔離和信號(hào)調(diào)理后提供給保護(hù)測(cè)控裝置。

接觸式測(cè)量方式雖然方法直接、原理簡(jiǎn)單，如圖2所示，隔離放大器由三個(gè)端口組成，分別是電源輸入端口、信號(hào)輸入端口和信號(hào)輸出端口（其中信號(hào)輸出端口可以是多組），這3個(gè)端口要求相互隔離，即既要求信號(hào)輸入與輸出之間隔離，也要求信號(hào)輸入輸出與電源輸入之間也要隔離，且隔離電壓要達(dá)到15kV?AC，以保證對(duì)設(shè)備和人身的高安全性。在工業(yè)控制領(lǐng)域所用到的信號(hào)隔離器，其隔離電壓一般只有2kV?AC，不適合應(yīng)用在直流牽引供電系統(tǒng)中。

要想達(dá)到15kV?AC的高隔離電壓等級(jí)，需要采取特殊的方法，電光電模式就是常用的方法之一。如圖3所示，其隔離原理是先將輸入的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)AD采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)電光轉(zhuǎn)換，通過(guò)光纖傳送到輸出側(cè)，在輸出側(cè)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)DA轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理，輸出所需要的模擬量。另外，電源的隔離采用固定頻率且無(wú)反饋的高頻開(kāi)關(guān)電源，其中的高頻變壓器的隔離電壓也設(shè)計(jì)成15kV?AC，不過(guò)體積較大。目前德國(guó)的西門(mén)子（Siemens）、英國(guó)的霍克西利（Hawker?Siddeley）和意大利的MS，都采用的是電光電模式。另一種方法是以Knick為代表的電磁電模式，類(lèi)似于電光電模式，只是通過(guò)電磁耦合來(lái)傳遞數(shù)字信號(hào)而已。

在接觸式測(cè)量方式中，測(cè)試設(shè)備和被測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)相互干擾，導(dǎo)致測(cè)量精度低，可靠性差。上述兩種隔離模式，雖然達(dá)到了隔離的目的，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本高，技術(shù)難度大，精度低，目前也只有少數(shù)幾家公司掌握了核心技術(shù)，特別是Knick的產(chǎn)品中，大量地使用了新工藝和新材料，如硬件堆棧工藝和平板變壓器等，一般公司難以實(shí)現(xiàn)，不利于推廣與普遍應(yīng)用。另外，在數(shù)字傳輸過(guò)程中，傳輸方向是單向的，沒(méi)有握手信號(hào)和信號(hào)重發(fā)機(jī)制，在遇到干擾時(shí)，只能是被動(dòng)地丟幀，造成了可靠性差。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種直流牽引供電系統(tǒng)的新型傳感系統(tǒng)，包括霍爾電流感應(yīng)模塊、電源模塊和信號(hào)通信模塊；所述霍爾電流感應(yīng)模塊的輸入端與電源模塊的輸出端連接，所述霍爾電流感應(yīng)模塊的輸出端與信號(hào)通信模塊的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述霍爾電流感應(yīng)模塊中采用補(bǔ)償式霍爾電流傳感器。

進(jìn)一步，所述電源模塊包括有開(kāi)關(guān)電源和電源濾波器，所述開(kāi)關(guān)電源的輸入端連接至電源濾波器的輸出端。

進(jìn)一步，所述信號(hào)通信模塊的信號(hào)輸出模式包括有電壓型和電流環(huán)型。

進(jìn)一步，所述新型傳感系統(tǒng)還包括有計(jì)量控制模塊，所述計(jì)量控制模塊包括有直流計(jì)量表、記錄儀、遠(yuǎn)方控制器、第一隔離變壓器和第二隔離變壓器，所述第一隔離變壓器的輸入端和第二隔離變壓器的輸入端均連接至信號(hào)通信模塊的輸出端，所述直流計(jì)量表的輸入端和記錄儀的輸入端均連接至第一隔離變壓器的輸出端，所述遠(yuǎn)方控制器的輸入端連接至第二隔離變壓器的輸出端。

進(jìn)一步，所述計(jì)量控制模塊中還包括有直流繼電保護(hù)裝置。

進(jìn)一步，所述霍爾電流感應(yīng)模塊還連接有用于測(cè)試霍爾電流感應(yīng)模塊信號(hào)輸出性能的檢測(cè)模塊。

進(jìn)一步，所述霍爾電流感應(yīng)模塊外裝有保護(hù)外殼。

進(jìn)一步，所述霍爾電流感應(yīng)模塊、電源模塊、信號(hào)通信模塊、計(jì)量控制模塊和檢測(cè)模塊之間的相互連接均使用KMPW-2.0mm2的帶屏蔽層的雙絞線，且屏蔽層接地。

本實(shí)用新型的有益效果是：在直流牽引供電系統(tǒng)中采用一種新型傳感系統(tǒng)，采用了霍爾電流傳感器，使用非接觸的測(cè)量方式，降低了對(duì)隔離電壓的要求，技術(shù)難度小，從而降低了成本。同時(shí)，在接觸式測(cè)量方式中，測(cè)試設(shè)備和被測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)相互干擾，而本實(shí)用新型使用非接觸的測(cè)量方式，具有可靠性。直流牽引供電系統(tǒng)中電流變化時(shí)，通過(guò)霍爾電流傳感器對(duì)失衡磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程所需的時(shí)間理論上不到1μs，擁有高精度和高靈敏度。

附圖說(shuō)明

圖1是直流牽引供電系統(tǒng)中接觸式測(cè)量方式的傳感系統(tǒng)框架圖；

圖2是隔離放大器結(jié)構(gòu)圖；

圖3是電光電模式隔離放大器的原理圖；

圖4是一種直流牽引供電系統(tǒng)的新型傳感系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖；

圖5是圖4的具體模塊結(jié)構(gòu)圖；

圖6是圖5的電路原理圖。