用于电短路检测的系统和方法_2

文档序号:9842976阅读:来源:国知局
所述电压降和所述指定的非零阈值的乘积中的一个或更多个,识别热量 的增大。
[0025] 19.如技术方案15所述的系统,其中所述处理组件配置成监视识别到所述短路事 件的次数、所述短路事件的总时间期持续时间或所述电阻更改的时间积分的一项或更多 项,并且响应识别到超过指定的非零阈值的所述短路事件的所述次数、超过指定的非零阈 值的所述总持续时间或超过指定的非零阈值的所述时间积分的一项或更多项,生成表示对 所述电气系统的损坏的警告信号。
[0026] 20.如技术方案15所述的系统,其中所述电气系统为动态制动格栅。
【附图说明】
[0027]现在简要地参照附图,其中: 图1示出根据一个实施例的动力系统; 图2示出根据一个实施例,图1中所示动力系统的电气系统和电短路检测系统的示意 图; 图3是图1中所示电气系统和图2中所示检测系统的一个实施例的电路图;以及 图4是用于检测短路事件的方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0028]本文中描述的发明主题的一个或更多个实施例检测电子系统中的电短路。一方 面,本文中描述的系统和方法能够用于检测车辆的动态制动格栅(DBG)中的电短路,车辆诸 如有轨车辆和其它非高速公路(0HV)车辆。但并非所有实施例限于DBG或有轨车辆。一个或 更多个实施例可用于检测其它系统中的短路,包括非车辆系统和与有轨车辆不同的车辆系 统或0HV。
[0029]在DBG的操作期间,DBG的导电板能够形成电短路,其造成DBG中的电流绕过由导电 板形成的至少一些电阻。导电板在受到摇动时能够形成短路,如由于使风吹过导电板以耗 散由电流形成的热量的吹风机(例如,风扇)生成的气流造成的移动。但导电板也能够由于 DBG的热循环而形成短路,这可造成金属元件的变形和/或错位。这些短路能够导致在两个 或更多个导电板之间的局部热点,这能够最终增大到造成火花、熔融、电弧和DBG的失效。
[0030] 为防止DBG的失效,本文中描述的系统和方法能够提供用于电短路的早期检测。通 过更早检测短路,能够形成预防性检查和维护,这能够避免DBG或其它电气系统的更大损坏 和/或停止运行。
[0031] 图1示出根据一个实施例的动力系统100。动力系统100示为机车,但备选可以是非 车辆的另一类型的系统,或者可以是另一类型的车辆。系统100包括电源102,如在动态制动 操作期间生成电力的牵引电动机。备选,电源102可表示交流发电机、发电机、电池或电力的 其它来源。电源102生成电流,电流被传导到电气系统104。电气系统104包括一个或更多个 电阻元件,如功率电阻器。这些电阻元件能够将来自电源102的电流转换成热量。热量可由 例如吹风机(例如,风扇)从动力系统100耗散。在所示实施例中,电源102可包括在动力系统 100的动态制动期间生成电流的牵引电动机。电气系统104能够包括转换电力并将其作为热 量耗散的DBG。
[0032]图2示出根据一个实施例的电气系统104和电短路检测系统200(图2中的"检测系 统")的示意图。系统104包括相互串联电耦合的几个电阻元件202。在所示实施例中,电阻元 件202是导电板,如具有在两个垂直方向比在第三垂直方向更大的外部尺寸的导电二维体。 备选,电阻元件202可以是另一类型的电阻器。在系统104的操作期间,通过电阻元件202传 导来自电源102的电力。电阻元件202减少了流过电气系统104的电流,并且将电力转换成热 量。作为一个示例,在车辆的动态制动期间,能够将车辆的牵引电动机生成的电力传导到电 阻元件202(例如,DBG),并且作为热量耗散。
[0033]电阻元件202可能在一起间隔相对地近。在操作期间,电阻元件202可由于吹风机 生成的气流而移动,和/或可由于传导到电阻元件202的电力生成的热量而扭曲或以其它方 式更改形状。此移动和/或形状更改能够促使电阻元件202相互接触并且形成电短路。短路 能够损坏动力系统100和/或限制动力系统100的操作。
[0034]检测系统200与在一个或更多个位置中的电气系统104电耦合,以监视在通过电气 系统104传导的电流的电气特性。检测系统200监视随时间的过去,电气系统104的电阻的更 改,并且基于这些更改,检测电短路。例如,在电阻元件202未相互接触的时间期内,通过电 阻元件202传导的电压和/或电流可与电源102生成的电压成比例。电源102生成并且传导到 电气系统104的电压和/或电流可称为施加的电压(Vd。)和/或施加的电流,因为这是施加到 电阻元件202的电压或电流。通过电阻元件202传导的电压和/或电流(在本文中称为传导的 电压或传导的电流)可根据一个或更多个比例常数与施加的电压和/或施加的电流成比例。 例如,传导的电压和比例常数的乘积可等于输入电压和/或传导的电流和相同或不同比例 常数的乘积可等于输入电压。比例常数可随着时间的过去保持相同或大致相同。
[0035]然而,两个或更多个电阻元件202至少暂时相互接触以形成电短路时,比例常数能 够有快速变化。因此,传导的电压和/或传导的电流的比率的突然更改能够指示电短路。检 测系统200监视传导的电压、传导的电流和/或这些电压和/或电流的比率的更改,以便在短 路损坏电气系统104和/或动力系统100的操作前快速识别短路。
[0036]图3是电气系统104和检测系统200的一个实施例的电路图。不同组的电阻元件202 相互并联连接,组中的电阻元件202相互串联连接。例如,标记为"1"、"2"和"3"的电阻元件 202可在第一组中相互串联,标记为"4"、"5"和"6"的电阻元件202可在第二组中相互串联, 标记为"7"、"8"和"9"的电阻元件202可在第三组中相互串联,以及标记为"10"、"11"和"12" 的电阻元件202可在第四组中相互串联,而第一、第二、第三和第四组相互并联。开关304可 布置在每组中电阻元件202的相对侧上,以控制哪些电阻元件202从电源102接收施加的电 流。
[0037] 检测系统200包括与电阻元件202导电耦合的感应设备300。感应设备300能够表示 测量由电源102供应到电气系统104的电流的特性的一个或更多个装置。例如,感应设备300 能够测量传导的电压和/或传导的电流。例如,感应设备300能够包括一个或更多个电压和/ 或电流表302(图3中的"VAM")、高电压滤波器306(图3中的"高V")和/或低电压滤波器308 (图3中的"低V")。计量表302和/或滤波器306、308能够测量在电阻元件202之间的电压和/ 或跨在图3中所示位置中和/或在其它位置中两个或更多个电阻元件202的电压降。备选,感 应设备300能够包括测量在电阻元件202之间传导和/或通过电阻元件202的电压和/或电流 的另一类型的传感器。
[0038] 检测系统200也能够包括与感应设备300操作性耦合的处理组件310。例如,通过一 个或更多个有线和/或无线连接,能够连接处理组件310和感应设备300。处理组件310包括 硬件电路和/或电路系统,电路和/或电路系统包括一个或更多个处理器312(图3中的"处 理",例如,微处理器、控制器或其它基于电子逻辑的装置)和/或与其连接。此电路系统能够 包括输入/输出模块314(图3中的"I/0")和输入/输出板316 (图3中的"CI0")。输入/输出模 块314能够表示包括一个或更多个处理器和/或与其连接的硬件电路和/或电路系统,处理 器生成要输出以便向操作员呈现的信号(例如,传递到显示装置以警告操作员检测到的短 路的信号)。输入/输出板316能够表示包括一个或更多个处理器和/或与其连接的硬件电路 和/或电路系统,处理器用于将信号传递到显示装置或其它输出装置。可选的是,输入/输出 板316能够接收从一个或更多个其它装置输入的信号,如表示由电源102生成,并且传导到 电气系统104的施加的电压的信号。
[0039]图4是用于检测短路事件的方法400的一个实施例的流程图。在一个实施例中,方 法400可由检测系统300执行。在402,由感应设备300测量传导的电压和传导的电流。在404, 确定由电源102供应到电气系统104的施加的电压和/或施加的电流。例如,感应设备300可 与在一个或更多个其它位置中的电气系统104连接以测量来自电源102的施加的电压。
[0040] 在406,计算被测量的电压和/或电流(例如,传导的电压和/或传导的电流)与测量 的电压和/或电流对施加的电压和/或电流的滤波比率之间的差。这些差别能够称为电阻更 改信号。
[0041] 处理组件310能够计算传导的电压和/或传导的电流的比率以确定电气系统104的 比例常数。例如,处理组件310能够将在第二与第三电阻元件202(例如,图3中的元件"2"和 "3")之间测量的传导的电压除以在第五与第六电阻元件202(例如,图3中的元件"5"和"6") 之间、在第八与第九电阻元件202(例如,图3中的元件"8"和"9")之间在第十与第十一电阻 元件202(例如,图3中的元件"10"和"11")之间或在另一对电阻元件202之间测量的传导的 电压。能够测量另外的比率以计算电气系统104的另外比例常数。
[0042]在正常操作期间(例如,在短路不存在的情况下),比例的常数保持相同或大致相 同(例如,未改变超过指
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1