[發(fā)明專利]一種檢測車載變流器諧波的報警裝置及其方法

有效

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• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103399205A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 文瑋;焦瑋琦;陳李根;羅永升;袁科;申竹林;王業(yè)流;張艷;何謝振
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發(fā)明涉及一種軌道電氣報警裝置及其方法，尤其是涉及一種檢測車載變流器諧波的報警裝置及其方法。

背景技術

變流器（converter）是使電源系統(tǒng)的電壓、頻率、相數(shù)和其他電量或特性發(fā)生變化的電器設備。包括交流變直流（AC/DC）的整流器、直流變交流（DC/AC）的逆變器、交流變頻（AC/AC）的交流變流器和直流斬波（DC?Chopper）的直流變流器。車載變流器包含有牽引變流器、輔助電源變流器等，這些變流器工作時會產(chǎn)生傳導干擾的電流諧波，而電流諧波的大小以及持續(xù)時間的長短會影響到其他設備的正常工作，從而需要實時檢測電流諧波的干擾情況。

車載變流器在工作時，因其內(nèi)部的DC1500V電源信號的工作電流較大，容易產(chǎn)生傳導諧波。當諧波干擾達到一定程度時，會對周圍的其他設備，尤其是軌道檢測設備產(chǎn)生不良影響。在軌道檢測系統(tǒng)中，通常采用由AC25Hz或AC50Hz信號驅(qū)動的軌道繼電器表示軌道的占用情況。因此，檢測和監(jiān)督車載變流器所產(chǎn)生的25Hz和50Hz干擾并有效防止干擾超過門限是確保軌道檢測系統(tǒng)正常工作的條件。

在現(xiàn)有技術中，對交流形式電流信號的檢測通常采用如附圖1所示的技術方案，即空心互感器1將其轉(zhuǎn)換為電壓信號后再通過采集與處理單元10采集和處理實現(xiàn)。而在現(xiàn)有的技術方案中，對車載變流器諧波進行檢測通常采用如附圖2所示的全模擬電路，采集與處理單元10包括模擬濾波單元11、二極管整流單元12和比較器單元13。空心互感器1所感應的信號經(jīng)過模擬濾波、二極管整流，以及通過運算放大器實現(xiàn)比較，并將比較結(jié)果作為報警信號輸出。

現(xiàn)有技術對車載變流器諧波進行檢測的裝置由于采用全模擬器件，因此存在如下技術缺陷：

（1）檢測精度不高，容易產(chǎn)生誤報警，從而影響變流器的可用性；

（2）比較門限一經(jīng)設定則不易修改，裝置的靈活性和可用性不高；

（3）模擬器件相對數(shù)字器件的失效率較高，導致裝置的可靠性偏低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測車載變流器諧波的報警裝置及其方法，克服現(xiàn)有技術存在的檢測精度不高、容易產(chǎn)生誤報警、靈活性和可用性不高、可靠性偏低的技術問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種檢測車載變流器諧波的報警裝置的技術實現(xiàn)方案，一種檢測車載變流器諧波的報警裝置，包括：

空心互感器，將感應到的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，輸出至隔離單元；

隔離單元，對所述電壓信號進行隔離放大后輸出至濾波單元；

濾波單元，對所述隔離單元輸出的信號進行低通濾波處理后輸出至A/D采樣單元；

A/D采樣單元，對所述濾波單元輸出的信號進行采樣和A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸出至數(shù)字信號處理單元；

數(shù)字信號處理單元，對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行處理判斷，檢測數(shù)字信號中與表征軌道占用情況的軌道繼電器驅(qū)動信號具有相同頻率的干擾信號是否超過門限值，并將報警信號輸出至報警輸出單元；

報警輸出單元，將所述數(shù)字信號處理單元輸出的報警信號輸出至變流器主控單元。

優(yōu)選的，所述數(shù)字信號處理單元檢測25Hz和/或50Hz信號的干擾是否超過門限值。

優(yōu)選的，所述濾波單元進一步采用抗混疊低通濾波器。

優(yōu)選的，所述濾波單元進一步采用MAX293濾波芯片，所述濾波單元的低通截止頻率由輸入所述濾波單元的時鐘CLK決定。

優(yōu)選的，輸入所述濾波單元的時鐘CLK采用1MHz晶振經(jīng)過128分頻得到。

優(yōu)選的，所述A/D采樣單元通過同步串行端口將數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)字信號處理單元，所述A/D采樣單元的信號采樣頻率f_s由以下公式確定：

fs=Mclk256×K]]>

其中，Mclk為從外部輸入至所述A/D采樣單元的主時鐘信號，K為所述A/D采樣單元內(nèi)部的分頻系數(shù)。