[發明專利]無軌電車集電桿脫線判斷方法和無軌電車動力系統

在審

• 申請號: 201510969791.3
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105416072A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 畢爽;鄭維;楊泗鵬;陳勇剛
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: B60L5/00
• 分類號: B60L5/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

技術領域

本發明涉及無軌電車集電桿脫線判斷方法和無軌電車動力系統，屬于無軌電車安全運行技術領域。

背景技術

無軌電車作為一種傳統技術，曾經在城市公共交通領域發揮過一定作用，但由于其本身缺陷，伴隨著技術發展，無軌電車逐漸被燃油動力的公共交通車輛所取代。

隨著環境污染和能源問題不斷加劇，無軌電車以其“零排放”的優點符合新能源汽車的發展需求，越來為大眾所接受。無軌電車能夠滿足大氣污染治理需求、符合新能源汽車發展方向和技術發展需要，市場也表現出一定需求。

現有無軌電車的動力系統如圖1所示，集電桿將線網中的直流電引入到無軌電車中的隔離型DC/DC的輸入端，該隔離型DC/DC的輸出端連接車載能源系統和高壓電器系統，以供給無軌電車工作電能。其中，前端電路圖如圖2所示。

但無軌電車的安全性同時飽受爭議，尤其是行駛中集電桿異常脫線引起的安全事故，脫線時集電桿會上升，扯斷線網中的饋電引線，使此段的線網癱瘓；同時集電頭可能脫落，砸到周圍行駛的車輛甚至砸傷行人。

發明內容

本發明的目的是提供一種無軌電車集電桿脫線判斷方法，能夠對無軌電車集電桿進行脫線判斷。本發明同時提供一種實施該方法的無軌電車動力系統。

為實現上述目的，本發明的方案包括一種無軌電車集電桿脫線判斷方法，實時檢測集電桿上的電壓，當檢測到的實際電壓小于或者等于一設定電壓閾值、且持續時間大于或者等于一設定的時間閾值時，確定集電桿脫線。

在確定集電桿脫線后，進行聲光報警。

所述時間閾值的設定是由絕緣桿的長度和電車通過絕緣桿的速度決定的。

一種實施上述無軌電車集電桿脫線判斷方法的無軌電車動力系統，所述動力系統的其中一條輸入上串設有一個二極管，所述動力系統還包括一個輸入電壓采樣電路和控制器，所述輸入電壓采樣電路用于采集集電桿與所述二極管之間的電壓，控制器采樣連接該輸入電壓采樣電路。

所述動力系統包括隔離型DC/DC模塊，所述隔離型DC/DC模塊的其中一條輸入線路上串設所述二極管，所述隔離型DC/DC模塊兩個輸入端之間連接有一個電容。

隔離型DC/DC模塊的一條輸入線路上串設有一個取電模塊，所述取電模塊由一個預充電支路和一個主接線支路并聯組成，所述預充電支路上串設有一個預充電開關和一個分壓電阻，所述主接線支路上串設有一個主開關。

所述輸入電壓采樣電路包括依次連接的分壓模塊、光電隔離模塊和信號放大模塊，分壓模塊的輸入端連接所述集電桿與所述二極管之間的連接點，所述信號放大模塊的輸出端連接所述控制器的采樣信號輸入端。

所述分壓模塊由一個分壓電阻和若干個耗能電阻串聯構成，所述光電隔離模塊為光電耦合器，所述信號方法模塊包括一個運算放大器；所述分壓電阻的兩個端點輸出連接光電耦合器的輸入端，光電耦合器的輸出端連接所述運算放大器的輸入端，所述運算放大器的輸出端連接所述控制器的采樣信號輸入端。

所述控制器控制連接一個光電報警器。

所述預充電支路上還串設有一個電感。

在對無軌電車的集電桿進行脫線檢測時，由于集電桿在脫線時，其上的電壓會下降，所以，設置一個電壓閾值，該電壓閾值小于正常情況下的電網電壓，當檢測到的集電桿上的電壓小于或者等于該電壓閾值時，表示該集電桿可能會有脫線的情況，從該時刻開始計時，當電壓小于或者等于電壓閾值的持續的時間大于或者等于一個時間閾值時，此時可以確定集電桿發生了脫線的情況，然后進行后續的處理。其中，時間閾值的設定是由于電車在經過絕緣區時，集電桿上沒有電壓，防止這一情況造成對脫線的誤判。該方法不但能夠對脫線狀況進行準確判斷，而且，也能夠防止經過絕緣區時造成的脫線的誤判的情況，保證了無軌電車的正常和安全運行。另外，通過實時檢測脫線，防止動力系統內部電子器件與饋線寄生電感發生諧振而導致內部部件工作電壓波動，嚴重時器件損壞的后果。

另外，利用二極管的單向導電性，使電路有了防反接保護，脫線時母線電容不會影響電壓檢測點之間的電壓，可實現對集電桿處的電壓的準確檢測，進而對脫線進行準確判定；而且，該二極管能夠防止在集電桿倒掛時線網對整車高壓部件的沖擊另外，通過該二極管可有效防止饋電線路中寄生電感與母線電容產生諧振，保護內部器件不被損壞，同時減小內部濾波電感的使用，降低濾波電感的體積及重量，降低系統成本。

附圖說明

圖1是現有無軌電車的動力系統的原理圖；

圖2是本發明提供的無軌電車動力系統的電路簡易結構示意圖；