专利名称：滤波系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气控制技术，尤其涉及一种电力机车供电系统用的滤波系统。
背景技术：
在电力机车中，通常通过辅助逆变器对电力机车辅助系统进行供电，辅助逆变器可以将直流电源转换为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)波，PWM波再经过滤波电路处理成为准正弦波。现有技术中的滤波电路通常只具有一条或两条独立的滤波回路。这种滤波电路在工作时，一条滤波回路的滤波电路只能为一个负载供电，或是通过两条独立的滤波回路分别为不同的负载供电。现有技术中的这种滤波电路的缺陷是，当为一负载供电的滤波回路出现故障时，就必须切断该滤波回路，至使该负载无法正常工作，从而导致机车的电力系统无法正常供电。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明是提供一种滤波系统，包括:第一滤波回路、第二滤波回路、切换电路、第一采集单元、第二采集单元及判断控制单元；所述第一滤波回路连接在第一逆变器与第一负载之间；所述第二滤波回路连接在第二逆变器与第二负载之间；所述切换电路包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的两端分别与所述第一滤波回路的输出端和所述第一负载的输入端连接，所述第三开关的两端分别与所述第二滤波回路的输出端和所述第二负载的输入端连接，所述第二开关连接在所述第一滤波回路和所述第二滤波回路之间，且靠近所述第一负载和所述第二负载；所述第一采集单元，与所述第一滤波回路连接，用于采集所述第一滤波回路中的电流信号和电压信号，并将采集到的电流信号和电压信号分别传输给所述判断控制单元；所述第二采集单元，与所述第二滤波回路连接，用于采集所述第二滤波回路中的电流信号和电压信号并分别传输给所述判断控制单元；所述判断控制单元，与所述第一采集单元、所述第二采集单元和所述切换电路连接，用于根据接收到的所述电流信号和电压信号控制所述切换电路进行切换。本发明提供的滤波系统，通过判断控制单元根据第一采集单元和第二采集单元采集到的电流信号和电压信号控制切换电路动作的方式，实现了在一条滤波回路出现故障时，通过另一条滤波回路继续为出现故障的滤波回路上的负载供电，从而保证了在一条滤波回路出现故障情况下负载的正常工作，也保证了整个机车电路系统的正常工作。
图1为本发明滤波系统一实施例的电路图；图2为图1中第一滤波回路和第二滤波回路中的各个电气元件的安装结构示意图；图3为图2的右侧视图。1-第一滤波回路；2-第二滤波回路；3-切换电路；4-第一采集单元；5-第二采集单元；61-第一逆变器；62-第二逆变器；71-第一负载；72-第二负载；Kl-第一开关；K2-第二开关；K3-第三开关；41-第一判断模块；42-第二判断模块；511-电流传感器；512-电流整流电路；521-电压整流电路；522-电压转换电路；16-控制板 组件；11-第一三相交流变压器；12-第一滤波电容；13-第一电磁干扰滤波器；14_铜排；15-风机；17-接线端子排；10-滤波柜箱体；16-控制板组件。
具体实施例方式本实施例提供一种滤波系统，包括:第一滤波回路1、第二滤波回路2、切换电路3、第一采集单元4、第二采集单元5及判断控制单元；第一滤波回路I连接在第一逆变器61与第一负载71之间；第二滤波回路2连接在第二逆变器62与第二负载72之间；切换电路3包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3，第一开关Kl两端分别与第一滤波回路I的输出端和第一负载71的输入端连接，第三开关K3的的两端分别与第二滤波回路2的输出端和第二负载72的输入端连接，第二开关K2连接在第一滤波回路I和第二滤波回路2之间,且靠近第一负载71和第二负载72。第一采集单元4，与第一滤波回路I连接，用于采集第一滤波回路I的电流信号和电压信号，并将采集到的电流信号和电压信号分别传输给判断控制单元；第二采集单元5，与第二滤波回路2连接，用于采集第二滤波回路2的电流信号和电压信号并分别传输给判断控制单元；判断控制单元，与第一采集单元4、第二采集单元5和切换电路3连接，用于根据接收到的电流信号和电压信号控制切换电路3进行切换。其中，第一滤波回路和第二滤波回路可以为本领域中常用的滤波电路；第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3可以为接触器。本实施例提供的滤波系统在正常工作时，第一开关Kl和第三开关K3闭合，第二开关K2断开，第一滤波回路I和第二滤波回路2同时分别为第一负载71和第二负载72供电，同时，第一采集单元4和第二采集单元5分别将采集到的电流信号和电压信号传输给判断控制模块，一旦判断控制模块根据所获得电流信号和电压信号判断得出第一滤波回路I出现故障，则使切换电路3动作，即第一开关Kl断开、第二开关K2闭合，以通过第二滤波回路2同时为第一负载71和第二负载72供电；而当判断控制模块根据所获得的电流信号和电压信号判断出第二滤波回路2出现故障，则使第三开关K3断开、第二开关K2闭合，以通过第一滤波回路I同时为第一负载71和第二负载72同时供电。由上述可知，本实施例提供的滤波系统，可以在一条滤波回路出现故障时，通过另一条滤波回路继续为出现故障的滤波回路上的负载供电，不会影响负载的正常工作，从而保证了机车电路系统的正常工作。进一步地，判断控制单元可以包括:第一判断模块41，用于接收第一滤波回路I的电压信号和电流信号，并与第一判断模块41中的电流预设值和电压预设值相比较，当电流信号大于电流预设值或电压信号大于电压预设值时，断开第一开关Kl并闭合第二开关K2 ；第二判断模块42，用于接收第二滤波回路2的电压信号和电流信号，并与第二判断模块42中的电流预设值和电压预设值相比较，当电流信号大于电流预设值或电压信号大于电压预设值时，断开第三开关K3并闭合第二开关K2。更进一步地，第一采集单元4和第二采集单元5分别包括电流采集模块和电压采集模块；电流采集模块包括:用于采集第一滤波回路I和第二滤波回路2中的电流信号的电流传感器511，以及用于将电流传感器所采集到的交流形式的电流信号转换为直流形式的电流信号的电流整流电路512，第一滤波回路I和第二滤波回路2的电流整流电路512的输出端分别与第一判断模块41和第二判断模块42相连接。其中，电流整流电路512可以为现有技术中的肖特基桥，该肖特基桥的两端直接连接至第一判断模块41 (当本肖特基桥为用于采集第一滤波回路I的电流信号的电流整流电路512时，肖特基桥的两端连接至第一判断模块41 ;而当本肖特基桥为用于采集第二滤波回路2的电流信号时的电流整流电路512时，该肖特基桥的两端则连接至第二判断模块42)。电压采集模块包括:用于将第一滤波回路I和第二滤波回路2中的交流形式的电压信号转换为直流形式的电压信号的电压整流电路521，以及用于采集直流形式的电压信号的电压转换电路522，第一滤波回路I和第二滤波回路2的电压转换电路522的输出端分别与第一判断模块41和第二判断模块42相连接。其中，电压整流电路521可以为本领域常用的整流桥；电压转换电路522可以由电阻和霍尔传感器组成，以采集到由上述整流桥整流后的直流形式的电压信号，同时，还可以将高压的电压信号转换成用于分别输送至第一判断模块41和第二判断模块42低压的电压信号，因此，该输送至第一判断模块41的低压的电压信号将与第一滤波回路I上的三相交流电压成比例变化，该输送至第二判断模块42的低压的电压信号将与第二滤波回路上的三相交流电压成比例变化。在这里，通过传感器及整流桥来实现采集和交直流的转换，使得本滤波系统的电路结构更简单；利用霍尔传感器来实现采集电压信号和电压转换，还可以减少强电压对弱电压的干扰。较优地，第一判断模块41和第二判断模块42均可包括一计算器和比较器，当电流整流电路512为肖特基桥时，其两输出端输出的分别是正电流信号和负电流信号，上述计算模块将该正电流信号和负电流信号作差得出一电流信号值，比较器将该电流信号值与电流预设值相比较；电压转换电路522采用霍尔传感器时，可以设置三个输出端，均通过信号线与第一判断模块41或第二判断模块42相连接，与第一判断模块41或第二判断模块42相连的三个信号线中，一条用于向第一判断模块41或第二判断模块42传输电压信号，其余两条用于为霍尔传感器提供工作电压；比较器将接收到的电压信号的值与电压预设值进行比较；当第一判断模块41或第二判断模块42所接收的电流信号超出预设电流值或电压信号超出电压预设值时，便可判定发出该电流信号或电压信号的滤波回路发生故障，则控制切换电路3动作，断开相应的开关，完成冗余切换。
在上述实施例中，电流整流电路512设置在第一电路板上，电压整流电路521设置在第二电路板上，电压转换电路522设置在第三电路板上，以方便安装和维护。进一步地，请参照图1、图2和图3，第一电路板、第二电路板及第三电路板固定设置在同一屏蔽盒内形成控制板组件16 ;而第一滤波回路I和第二滤波回路2可以分别包括第一三相交流变压器11、第一滤波电容12及第一电磁干扰滤波器13，第二滤波回路2可以包括第二三相交流变压器、第二滤波电容及第二电磁干扰滤波器；本滤波系统还包括一滤波柜箱体和一风机15，滤波柜箱体10内形成有互相独立的第一容置空腔、第二容置空腔、第三容置空腔和第四容置空腔，第一容置空腔位于滤波柜箱体10内的顶部，第二容置空腔位于第一容置空腔下方，在第二容置空腔旁、且在第一容置空腔的下方为上下排列的第三容置空腔和第四容置空腔；风机15固定设置在第一容置空腔内，以对第一三相交流变压器11和第二三相交流变压器固定设置在第二容置空腔内，第一滤波电容12和第二滤波电容固定设置在第三容置空腔内，第一电磁干扰滤波器13和第二电磁干扰滤波器固定设置在第四容置空腔内，控制板组件16固定设置在第四容置空腔内的滤波柜箱体10的内侧壁上。优选地，还可在滤波柜箱体10的内侧壁上、且在控制板组件16的上方固定设置用于实现各个容置空腔之内的元件之间接线的铜排14 ;在滤波柜箱体10内部的最下方设置用于与电力机车的主电路相连接的接线端子排17。本实施例的滤波系统将同类的电气元件安装在滤波柜箱体内的不同空间内，可以起到防止不同电气元件之间的电磁干扰作用，尤其是对三相交流变压器而言，由于其承担着高低电压的转换任务，会对周围产生较强的电磁干扰，因此，通过将其安装在第二容置空腔中，便方便、有效地达到了对三相交流变压器的屏蔽；另外，两个三相交流变压器的容量都很大，热损耗会很大，因此，在第一容置空腔内设置了风机，以对三相交流变压器及其它电气元件进行强迫风冷，进一步保证了滤波柜箱体内的滤波系统的正常工作。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种滤波系统，其特征在于，包括:第一滤波回路、第二滤波回路、切换电路、第一采集单元、第二采集单元及判断控制单元； 所述第一滤波回路连接在第一逆变器与第一负载之间； 所述第二滤波回路连接在第二逆变器与第二负载之间； 所述切换电路包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的两端分别与所述第一滤波回路的输出端和所述第一负载的输入端连接，所述第三开关的两端分别与所述第二滤波回路的输出端和所述第二负载的输入端连接，所述第二开关连接在所述第一滤波回路和所述第二滤波回路之间，且靠近所述第一负载和所述第二负载； 所述第一采集单元，与所述第一滤波回路连接，用于采集所述第一滤波回路中的电流信号和电压信号，并将采集到的电流信号和电压信号分别传输给所述判断控制单元； 所述第二采集单元，与所述第二滤波回路连接，用于采集所述第二滤波回路中的电流信号和电压信号并分别传输给所述判断控制单元； 所述判断控制单元，与所述第一采集单元、所述第二采集单元和所述切换电路连接，用于根据接收到的所述电流信号和电压信号控制所述切换电路进行切换。
2.根据权利要求1所述的滤波系统，其特征在于，所述判断控制单元包括: 第一判断模块，用于接收所述第一滤波回路的电压信号和电流信号，并与所述第一判断模块中的电流预设值和电压预设值相比较，当所述电流信号大于所述电流预设值或所述电压信号大于所述电压预设值时，断开所述第一开关并闭合所述第二开关； 第二判断模块，用于接收所述第二滤波回路的电压信号和电流信号，并与所述第二判断模块中的电流预设值和电压预设值相比较，当所述电流信号大于所述电流预设值或所述电压信号大于所述电压预设值时，断开所述第三开关并闭合 所述第二开关。
3.根据权利要求2所述的滤波系统，其特征在于， 所述第一采集单元和第二采集单元分别包括电流采集模块和电压采集模块； 所述电流采集模块包括:用于采集所述第一滤波回路和第二滤波回路中的所述电流信号的电流传感器，以及用于将所述电流传感器所采集到的交流形式的所述电流信号转换为直流形式的所述电流信号的电流整流电路，所述第一滤波回路和所述第二滤波回路的所述电流整流电路的输出端分别与所述第一判断模块和第二判断模块相连接； 所述电压采集模块包括:用于将所述第一滤波回路和第二滤波回路中的交流形式的所述电压信号转换为直流形式的所述电压信号的电压整流电路，以及用于采集直流形式的所述电压信号的电压转换电路，所述第一滤波电路和第二滤波电路的所述电压转换电路的输出端分别与所述第一判断模块和第二判断模块相连接。
4.根据权利要求3所述的滤波系统，其特征在于，所述电流整流电路设置在第一电路板上，所述电压整流电路设置在第二电路板上，所述电压转换电路设置在第三电路板上。
5.根据权利要求4所述的滤波系统，其特征在于， 所述第一电路板、第二电路板及第三电路板固定设置在同一屏蔽盒内形成控制板组件; 所述第一滤波回路包括第一三相交流变压器、第一滤波电容及第一电磁干扰滤波器； 所述第二滤波回路包括第二三相交流变压器、第二滤波电容及第二电磁干扰滤波器； 所述滤波系统还包括一滤波柜箱体和一风机，所述滤波柜箱体内形成有互相独立的第一容置空腔、第二容置空腔、第三容置空腔和第四容置空腔，所述第一容置空腔位于所述滤波柜箱体内的顶部，所述第二容置空腔位于所述第一容置空腔下方，在所述第二容置空腔旁、且在所述第一容置空腔的下方为上下排列的所述第三容置空腔和所述第四容置空腔；所述风机固定设置在所述第一容置空腔内，所述第一三相交流变压器和第二三相交流变压器固定设置在所述第二容置空腔内，所述第一滤波电容和第二滤波电容固定设置在所述第三容置空腔内，所述第一电磁干扰滤波器和第二电磁干扰滤波器固定设置在所述第四容置空腔内，所述控制板组件固定 设置在所述第四容置空腔内的所述滤波柜箱体的内侧壁上。
全文摘要
本发明提供一种滤波系统。包括第一滤波回路、第二滤波回路、切换电路、第一采集单元、第二采集单元及判断控制单元；第一滤波回路连接在第一逆变器与第一负载之间；第二滤波回路连接在第二逆变器与第二负载之间；第一采集单元和第二采集单元，分别用于采集第一滤波回路和第二滤波回路中的电流信号和电压信号，并将采集到的电流信号和电压信号分别传输给判断控制单元；判断控制单元，用于根据接收到的电流信号和电压信号控制所述切换电路进行切换。本发明提供的滤波系统，可在一条滤波回路出现故障时，通过另一条滤波回路继续为出现故障的滤波回路上的负载供电，而不影响负载的正常工作，从而保证了整个机车电路系统的正常工作。
文档编号H02J3/01GK103166222SQ20111041254
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者高永军, 唐子辉, 蒋学君, 卫钢, 王绛波 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司