检测特定频率交流信号的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种检测特定频率交流信号的方法包括：通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤波，提取所述直流电流中的交流信号；通过交流放大电路对所述交流信号进行放大；通过滤波电路对放大后的交流信号进行滤波处理，得到特定频率的交流信号；该方法能够准确检测到直流电流中特定频率的交流信号。
【专利说明】检测特定频率交流信号的方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子【技术领域】，特别是涉及一种检测特定频率交流信号的方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 在直流供电机车，或者双流以及多流供电机车中的直流电流中经常会存在一些交 流信号。这些交流信号的存在会造成机车信号系统受到干扰，这样会直接影响到机车的运 行安全。
[0003] 现有的检测直流电流中特定频率的交流信号的方法是利用高速计算机实时监测 机车特定电流幅值（例如50HZ电流幅值）；或者采用机车车载计算机实时监控机车特定电 流幅值（例如50HZ电流幅值）。
[0004] 但是利用高速计算机实时监测机车的方法对处理器和计算机的要求非常高，会造 成成本高、体积大，但是精度还不能达到要求，不能满足现有应用的要求；利用机车车载计 算机实时监控机车的方法，由于采用的是机车车载计算机系统，因此存在采样速度慢，精度 低，不能满足保护精度，因此常出现误动作。
[0005] 因此，如何准确检测到直流电流中特定频率的交流信号，是本领域技术人员需要 解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种检测特定频率交流信号的方法，该方法能够准确检测到 大幅值直流电流中特定频率的交流信号，保证机车信号系统的正常运行；本发明的另一目 的是提供一种检测特定频率交流信号的系统。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种检测特定频率交流信号的方法包括：
[0008] 通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤波，提取所述直流电流中的交 流?目号；
[0009] 通过交流放大电路对所述交流信号进行放大；
[0010] 通过滤波电路对放大后的交流信号进行滤波处理，得到特定频率的交流信号。
[0011] 其中，所述提取所述交流信号包括：
[0012] 当直流电流中存在交流信号时，空心线圈的两端输出交流电压信号；
[0013] 利用电压积分器对所述交流电压信号进行处理，得到交流电流信号。
[0014] 其中，所述通过滤波电路对放大后的交流信号进行滤波处理，得到特定频率的交 流信号包括：
[0015] 利用OHz?49. 5Hz的高通滤波电路对所述放大后的交流信号进行滤波，得到 49. 5Hz以上的交流信号；
[0016] 利用大于50. 5Hz的低通滤波电路对所述49. 5Hz以上的交流信号进行滤波，得到 49. 5Hz?50. 5Hz的交流信号。
[0017] 所述得到特定频率的交流信号后还包括：
[0018] 将所述特定频率的交流信号通过变换电路转换为车载计算机能够识别的直流信 号；
[0019] 车载计算机对所述直流信号进行监测，当所述直流信号达到预定条件时，车载计 算机按预定程序执行相对应的操作。
[0020] 其中，所述将所述特定频率的交流信号通过变换电路转换为车载计算机能够识别 的直流信号包括：
[0021] 将所述特定频率的交流信号通过全桥整流变换电路转换为直流信号；
[0022] 将所述直流信号经过直流斩波器DC/DC变换为车载计算机可以识别的直流电流 信号。
[0023] 其中，当检测的特定频率为49. 5Hz?50. 5Hz的交流信号时，所述车载计算机按预 定程序执行相对应的操作包括：
[0024] 若所述直流信号达到预定条件，车载计算机将控制直流快速断路器断开。
[0025] 本发明所提供的一种检测特定频率交流信号的系统包括：
[0026] 空心线圈，用于对电力机车中供电的直流电流进行滤波，使得当直流电流中存在 交流信号时，提取所述交流信号；
[0027] 放大电路，用于对所述交流信号进行放大；
[0028] 滤波电路，对放大后的交流信号进行滤波处理，得到特定频率的交流信号。
[0029] 其中，检测特定频率交流信号的系统还包括：
[0030] 转换电路，用于将特定频率的交流信号转换为车载计算机能够识别的直流信号；
[0031] 车载计算机，用于对所述直流信号进行监测，当所述直流信号达到预定条件时，车 载计算机按预定程序执行相对应的操作。
[0032] 其中，所述转换电路包括：直流斩波器DC/DC，用于将直流信号变换为车载计算机 可以识别的直流电流信号。
[0033] 其中，检测特定频率交流信号的系统还包括：
[0034] 电压积分器，用于对空心线圈提取的交流电压信号进行处理，得到交流电流信号。
[0035] 基于上述技术方案，本发明所提供的检测特定频率交流信号的方法，通过空心线 圈对电力机车中供电的直流电流进行滤波，提取所述直流电流中的交流信号；通过交流放 大电路对所述交流信号进行放大；通过滤波电路对放大后的交流信号进行滤波处理，得到 特定频率的交流信号；经过空心线圈对直流载体的滤波，当直流电流中不存在交流信号时， 空心线圈中的磁场不会发生变化，空心线圈两端不会产生电压，当直流电流中存在交流信 号时，空心线圈中的磁场会发生变化，空心线圈两端会产生交流信号，提取所述交流信号； 由于该交流信号十分微弱，因此需要通过放大电路对所述交流信号进行放大；对放大后的 交流信号进行特定频率的滤波电路，当该交流信号中存在所述特定频率的交流信号时，可 以得到该特定频率的交流信号；该方法能够准确检测到直流电流中特定频率的交流信号， 且该方法成本低，方便易行。
【专利附图】
【附图说明】
[0036] 为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有 技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
[0037] 图1为本发明实施例提供的检测特定频率交流信号的方法的流程图；
[0038] 图2为本发明实施例提供的通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤 波的不意图；
[0039] 图3为本发明实施例提供的经过空心线圈之前的电力机车中原边电流信号的示 意图；
[0040] 图4为本发明实施例提供的通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤 波后的结果的示意图；
[0041] 图5为本发明实施例提供的提取所述交流信号的方法流程图；
[0042] 图6为本发明实施例提供的利用电压积分器对所述交流电压信号进行处理，得到 交流电流信号的示意图；
[0043] 图7为本发明实施例提供的车载计算机的转换示意图；
[0044]图8为本发明实施例提供的检测特定频率交流信号的系统的结构框图；
[0045] 图9为本发明实施例提供的获得49. 5HZ?50. 5HZ交流信号的滤波电路示意图；
[0046] 图10为本发明实施例提供的电压积分器的结构示意图；
[0047] 图11为本发明实施例提供的49. 5HZ?50. 5HZ交流信号通过转换电路到达车载 计算机的电路示意图。
【具体实施方式】
[0048] 本发明的目的是提供一种检测特定频率交流信号的方法，该方法能够准确检测到 大幅值直流电流中特定频率的交流信号，保证机车信号系统的正常运行；本发明的另一目 的是提供一种检测特定频率交流信号的系统。
[0049] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050] 目前电力机车中直流供电站6脉波或12脉波整流器故障会导致产生特定频率的 电流以及电路机车自生产生特定频率电流，这些特定频率的交流信号会对电力机车的信号 系统造成一定的影响。因此电力机车需要能够准确检测到这些特定频率的交流信号，当这 些特定频率的交流信号达到一定的程度，电力机车需要采取相应的措施以保证电力机车的 运行安全。又由于电力机车直流供电系统中直流额定电流高达2000A，但是里面可能会产生 的交流信号又是非常微弱，因此对直流电流传感器以及车载计算机等的精度要求非常高。 现有的设备不能满足精度要求。通过本发明的检测特定频率交流信号的方法可以在不改变 这些设备的精度的基础上，能够准确的检测到大幅值直流电流中特定频率的交流信号。
[0051] 请参照图1，图1为本发明实施例提供的检测特定频率交流信号的方法的流程图； 该方法可以包括：
[0052] 步骤SlOO、通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤波，提取所述直流 电流中的交流信号；
[0053] 其中，由于电力机车直流供电系统中直流额定电流高达2000A，但是里面可能会 产生的交流信号又是非常微弱，因此要在这么大电流的基础上进行交流信号的采集非常困 难；因此本发明采用空心线圈来将大幅值的直流电流过滤掉，且当该直流电流中存在交流 信号时，又能够将该交流信号提取出来。
[0054] 例如电力机车中供电的直流电流中的交流信号进行提取可以如图2所示，图2为 本发明实施例提供的通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤波的示意图；
[0055] 其中，当直流电流通过电线时，空心线圈周围的磁场无变化，因此线圈两端不会产 生电压输出。
[0056] 当直流电流中存在交流成分时，空心线圈磁场发生变化，线圈两端同步产生交流 电压输出，其输出电压为
【权利要求】
1. 一种检测特定频率交流信号的方法，其特征在于，包括： 通过空心线圈对电力机车中供电的直流电流进行滤波，提取所述直流电流中的交流信 号； 通过交流放大电路对所述交流信号进行放大； 通过滤波电路对放大后的交流信号进行滤波处理，得到特定频率的交流信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述交流信号包括： 当直流电流中存在交流信号时，空心线圈的两端输出交流电压信号； 利用电压积分器对所述交流电压信号进行处理，得到交流电流信号。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过滤波电路对放大后的交流信号进 行滤波处理，得到特定频率的交流信号包括： 利用OHz?49. 5Hz的高通滤波电路对所述放大后的交流信号进行滤波，得到49. 5Hz 以上的交流信号； 利用大于50. 5Hz的低通滤波电路对所述49. 5Hz以上的交流信号进行滤波，得到 49. 5Hz?50. 5Hz的交流信号。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到特定频率的交流信号后还包括： 将所述特定频率的交流信号通过变换电路转换为车载计算机能够识别的直流信号； 车载计算机对所述直流信号进行监测，当所述直流信号达到预定条件时，车载计算机 按预定程序执行相对应的操作。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述特定频率的交流信号通过变换 电路转换为车载计算机能够识别的直流信号包括： 将所述特定频率的交流信号通过全桥整流变换电路转换为直流信号； 将所述直流信号经过直流斩波器DC/DC变换为车载计算机可以识别的直流电流信号。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，当检测的特定频率为49. 5Hz?50. 5Hz的交 流信号时，所述车载计算机按预定程序执行相对应的操作包括： 若所述直流信号达到预定条件，车载计算机将控制直流快速断路器断开。
7. -种检测特定频率交流信号的系统，其特征在于，包括： 空心线圈，用于对电力机车中供电的直流电流进行滤波，使得当直流电流中存在交流 信号时，提取所述交流信号； 放大电路，用于对所述交流信号进行放大； 滤波电路，对放大后的交流信号进行滤波处理，得到特定频率的交流信号。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括： 转换电路，用于将特定频率的交流信号转换为车载计算机能够识别的直流信号； 车载计算机，用于对所述直流信号进行监测，当所述直流信号达到预定条件时，车载计 算机按预定程序执行相对应的操作。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述转换电路包括：直流斩波器DC/DC，用于 将直流信号变换为车载计算机可以识别的直流电流信号。
10. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：电压积分器，用于对空心线圈提取 的交流电压信号进行处理，得到交流电流信号。
【文档编号】G01R19/18GK104459291SQ201410776707
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】李顺, 李希宁, 陈安俊, 唐俊成, 汪波 申请人:南车株洲电力机车有限公司