专利名称：电力机车受电弓离线处理方法、处理系统和电力机车的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力机车控制技术，特别地涉及一种电力机车受电弓离线处理方法、处理系统和电力机车。
背景技术：
在电气化铁路中，接触网是电气化铁道的主要供电设备，电力机车通过接触网取得电能。机车车顶上安装有受电弓，通过受电弓与接触网导线接触以从接触网获取电能，在通过机车上设置的变压器、整流器等设备对从接触网引入的电压进行变换整流后提供给机车上的电机，为机车提供牵引动力，进而通过电力机车牵引各节列车运行。在列车运行过程中，受电弓与接触网是否可靠接触对整个电气化铁路运营系统的正常运作起着非常重要的作用。但是，当机车的运行速度在100km/h以上时，受电弓瞬时脱离接触导线不可避免，而受电弓与接触导线的脱离会造成机车供电时断时续，如不做任何处理，将会造成对从接触网引入电压进行整流的脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)整流器工作异常，因此，造成列车不正常的减速或加速，影响列车的稳定运行。
发明内容
本发明第一个方面是提供一种电力机车受电弓离线处理方法，包括:采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值；将当前时刻的输入电压值与上一米集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值、将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值和/或将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值；当所述输入电压变化值大于设定的电压变化阈值、所述输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值和/或所述输入电流变化值大于设定的电流变化阈值时，输出控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作。本发明另一个方面是提供一种电力机车受电弓离线处理系统，包括:第一采集模块，与机车上的脉宽调制整流器的输入端相连，用于采集脉宽调制整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值；存储模块，与所述第一采集模块相连，用于存储采集的所述输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值；比较模块，与所述存储模块相连，用于将当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值、将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值和/或将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值；第一判断模块，与所述比较模块相连，用于当判断出所述输入电压变化值大于设定的电压变化阈值、所述输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值和/或所述输入电流变化值大于设定的电流变化阈值时，输出控制信号并传送给控制器；控制器，与所述第一判断模块相连，根据接收到的所述控制信号控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作。本发明又一个方面是提供一种电力机车，包括受电弓、变压器、脉宽调制整流器、逆变器和电机，其中，所述受电弓设置于所述机车车顶，用于与铁路接触网导线相连；所述变压器的输入端与所述受电弓相连，所述变压器的输出端与所述脉宽调制整流器的输入端之间设置有主接触器开关和充电接触器开关；所述脉宽调制整流器的输出端与所述逆变器的输入端之间设置有电容，所述逆变器的输出端与所述电机相连；还包括本发明提供的机车受电弓离线处理系统，所述处理系统中的第一采集模块与所述脉宽调制整流器的输入端相连。本发明提供的电力机车受电弓离线处理方法、处理系统和电力机车，通过采集PWM整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值，并将当前时刻的上述值与前一时刻采集的值进行比较，当输入电压值变化值、输入电压频率值变化值和/或输入电流值变化值大于设定的相应变化阈值时，判定受电弓离线，以输出控制信号控制逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作，提高列车运行的稳定性。
图1为本发明实施例所提供的电力机车中供电系统的部分电路原理图；图2为本发明实施例所提供的电力机车受电弓离线处理方法的流程图；图3为本发明另一实施例所提供的电力机车受电弓离线处理方法的流程图；图4为本发明实施例所提供的电力机车受电弓离线处理系统的方框图；图5为本发明另一实施例所提供的电力机车受电弓离线处理系统的方框图。
具体实施例方式现有电力机车中通过受电弓与接触网导线接触以从接触网获取或回馈电能，图1为本发明实施例所提供的电力机车中供电系统的部分电路原理图，如图1所示，该供电系统包括变压器1、PWM整流器2、逆变器3和电机4。变压器I的输入端与受电弓(图中未示出)相连，变压器I的输出端与PWM整流器2的输入端之间设置有主接触器开关5和充电接触器开关6 ;PWM整流器2的输出端与逆变器3的输入端之间设置有两个并联的电容7和滤波电路8，逆变器3的输出端与电机4相连。当列车在牵引状态下时，列车从接触网获取能量，此时，通过变压器I对从接触网引入的电压进行变换，并通过PWM整流器2对经过变压器I变换后的电压进行整流后输出直流电压，通过滤波电路8滤除经过PWM整流器2整流后输出电压中的纹波，再通过逆变器3将PWM整流器输出的直流电压转换成交流电压后提供给机车中的电机4，进而通过电机为机车提供牵引力，以牵引各节车体。
当列车在制动状态下时，列车向接触网回馈能量，此时，通过电机4将列车的运动机械能转换成电能，通过电机4的输入端输出交流电压，逆变器3将该交流电压转变为直流电压后经过滤波电路8给PWM整流器2的输出端，通过PWM整流器2将直流电压变化成交流电压后给变压器I的输出侧，经过变压器I的变压后经受电弓回馈给接触网。并且，在图1所示的电路中，PWM整流器2的输出端与逆变器的输入端之间设置有两个并联的电容7，该两个并联的电容7可起到稳定逆变器3输入端电压的作用，以为电机4的运行提供稳定的工作电压，并且，可对PWM整流器2与逆变器3之间的电流起到缓冲作用。当然，本实施例中是设置两个并联电容，也可以根据需要设置一个电容，或多个电容以实现上述的功能，并不限于本实施例所示的方式。在启动PWM整流器2之前，需要首先为两个电容7充电，而为该两个电容7充电过程中充电电流不能过大，以免损坏电容，因此，首先闭合充电接触器开关6，在充电接触器开关6中串联一限流电阻，通过该限流电阻将对两个电容7的充电电流保持在合适的范围；通过流过PWM整流器2中各二极管的电流为两个电容7充电，当两个电容7充满电荷后，再，启动PWM整流器2，闭合主接触器开关5，断开充电接触器开关6，变压器I的输出电压直接作为PWM整流器2的输入电压，然后启动逆变器3，通过PWM整流器2和逆变器3的整流逆变后为电机提供交流工作电压。本发明实施例提供了一种机车受电弓离线处理方法，该处理方法可应用于现有多种形式的电力机车中以对机车受电弓离线的情况进行处理，为列车安全平稳行驶提供保障，上述如图1所示仅是一种典型电力机车中供电系统的电路图。图2为本发明实施例所提供的电力机车受电弓离线处理方法的流程图，如图2所示，该方法具体包括:步骤100、采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值。可通过电压传感器或电压表等装置实时或按设定周期采集脉宽调制整流器的输入电压值，通过频率采集装置实时或按设定周期采集输入电压频率值，通过电流传感器或电流表等装置实时或按设定周期采集输入电流值。步骤101、将当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值、将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值和/或将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值。步骤102、当输入电压变化值大于设定的电压变化阈值、输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值和/或输入电流变化值大于设定的电流变化阈值时，输出控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作。该输入电压变化值可以是多种方式计算出的，例如，可以是当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值的差值，或者是，计算当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值之间的差值的绝对值；并且，计算该绝对值与上一采集时刻的输入电压值的比值以产生输入电压变化值。同样道理，该输入电压频率变化值也可以是多种方式计算出的，例如，可以是当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的输入电压频率值的差值，或者是，计算当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的输入电压频率值之间的差值的绝对值；并且，计算该绝对值与上一采集时刻的输入电压频率值的比值以产生输入电压频率变化值。该输入电流变化值也可以是多种方式计算出的，例如，可以是当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值的差值，或者是，计算当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值之间的差值的绝对值；并且，计算该绝对值与上一采集时刻的输入电流值的比值以产生输入电流变化值。PWM整流器的输入端的电压是变压器对接触网引入电压进行变压后的电压，而接触网的电压会存在波动，通过将当前时刻的输入电压值与前一采集时刻的输入电压值相比较可判断该电压波动是否在正常范围内。该设定的电压变化阈值以接触网电压波动引起的电压变化为参考，通常以大于该接触网电压波动引起的输入电压变化值作为电压变化阈值。如果在列车运行过程中受电弓瞬时离线，也就是受电弓与接触网导线相脱离，会造成PWM整流器的输入电压突然变化，或者是突然增大或者是突然减小。因此，如果输入电压变化值超过设定的电压变化阈值，可判断受电弓瞬时离线，此时，输出控制信号控制逆变器和/或PWM整流器停止工作，控制器可以为电力机车中设置于司机室的控制装置，也可以另外设置一可编程控制器或者计算机等作为控制器。通过控制器输出的控制信号控制逆变器和PWM整流器停止工作的方式有多种，例如，可通过控制器控制逆变器输入端与PWM整流器输出端之间的控制开关断开以控制逆变器停止工作，或者通过控制器控制逆变器的输出端与电机相连的开关断开以控制逆变器停止工作，也可以通过控制器控制断开逆变器的触发电路控制逆变器停止工作。可通过控制器控制断开PWM整流器的触发电路控制PWM整流器停止工作。同理，受电弓瞬时离线也会造成输入电压频率和输入电流的突然变化，如果输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值，或者是输入电流变化值大于设定的输入电流变化阈值时，均可判断受电弓瞬时离线。当然，可采用输入电压变化值、输入电压频率变化值或输入电流变化值其中的一种是否大于相应的变化阈值的情况作为受电弓瞬时离线的判断条件，也可将上述的两种或三种是否同时大于相应的变化阈值作为判断条件，以减小通过一种情况进行判断可能造成
的误差。列车在运行过程中，如果受电弓瞬时离线，会造成PWM整流器的输入电压和输入电流的突然变化，也会导致逆变器的输入端的电压和电流的突然变化，若不控制逆变器和/或PWM整流器停止工作，会造成逆变器和/或PWM整流器工作异常，也会影响逆变器和/或PWM整流器中的各器件(例如，晶闸管或二极管等)的使用寿命，甚至损坏各器件。因此，影响列车的稳定运行，而本实施提供的机车受电弓离线处理方法正是为了避免此种情况发生。通过采集PWM整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值，并将当前时刻的上述值与前一时刻采集的值进行比较，当输入电压值变化值、输入电压频率值变化值和/或输入电流值变化值大于设定的相应变化阈值时，判定受电弓离线，以输出控制信号控制逆变器和/或PWM整流器停止工作，提高列车运行的稳定性。
并且，如图1所示，当机车在牵引状态下时，列车从接触网获取能量，如果此时受电弓瞬时离线，如不输出控制信号控制逆变器3停止工作，由于两并联的电容7中存储有电荷，两个电容7会放电，因此，通过两个电容7为逆变器3提供电压，逆变器3将会把两个电容7上的电荷短时间内消耗完毕，而如果两个电容7的电荷消耗完毕，或者两个电容7因释放电荷使两个电容7两端的电压值低于限定值时，则需要重新为两个电容7充电，为两个电容7充电的过程，上述已有描述，再次不再赘述。由于需要先为两个电容7充电，时间相对较长，一般需要几十秒，甚至是一分钟，而在该这段时间内电机4也停止运转，机车不再有牵引力，会造成机车相对长得一段时间内减速，因此影响列车正常运行。当然，如果受电弓瞬时离线，控制逆变器3和PWM整流器2停止工作也会造成机车减速，但是，由于受电弓瞬时离线时间较短，通常为若干毫秒，当受电弓重新与接触网导线接触后，逆变器3和PWM整流器2会重新开始工作，启动电机4。而从受电弓离线至与接触网导线重新接触后至重新启动电机4的时间远远小于为两个电容7重新充电所需的时间，因此，对列车运行的影响也相对较小。当列车在制动状态下时，列车向接触网回馈能量，如果此时受电弓瞬时离线，如不输出控制信号控制逆变器3停止工作，此时，电机4将把列车的机械能转换成电能后，通过逆变器3输出直流电压后将会为两个电容7充电，而两个电容7上已经存储有电荷，而此时由于制动的冲击作用再为两个电容7充电，有可能损坏两个电容7，进而影响机车供电系统的正常运行，最终影响列车的安全平稳运行。当列车处于惯性滑行状态下时，如果开始滑行速度较快，此时，也可能发生受电弓瞬时离线的情况，但此时，只有PWM整流器2工作，逆变器3和电机4都已停止工作，因此，这时只需通过控制器控制PWM整流器2停止工作即可。由上述分析可知，无论列车处于牵引状态、制动状态还是滑行状态，如果不使逆变器和/或PWM整流器停止工作，都会影响列车的正常运行，而本实施提供的机车受电弓离线处理方可避免此种情况发生。当然，该处理方法并非仅仅适用于设置有图1所示的供电系统的电力机车，只要是符合该处理方法工作原理的电力机车上均可适用。图3为本发明另一实施例所提供的电力机车受电弓离线处理方法的流程图，如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，该离线处理方法中，当输出控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的逆变器和脉宽调制整流器停止工作之后还包括:步骤103、控制器产生开始采集信号以采集机车上的脉宽调制整流器输出端的电容两端的电压值；步骤104、当该电压值小于设定的电压阈值时，输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开或在输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开的同时输出第二断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的充电接触器开关断开。该设定的电压阈值以PWM整流器输出端电容充满电荷后两端的电压为参考，该电压阈值与为电容充电的PWM整流器的输入电压大小有关。现有的电力机车中，主接触器开关为设置在机车上的变压器输出端和PWM整流器的输入端之间的开关，充电接触器开关可为与该主接触器开关并联的开关或者与其他形式连接的开关，并且，通常在该充电接触器开关中串联一限流电阻。在PWM整流器的输出端通常设置有电容，该电容可对PWM整流器的输出端输出的电压起到缓冲作用。当控制器控制机车上的逆变器和PWM整流器停止工作之后进一步的产生开始采集信号，此时，可通过电压采集装置开始采集机车上的PWM整流器输出端的电容两端的电压值，当PWM整流器的输出端电容两端的电压值小于设定的电压值时，需要重新启动PWM整流器和逆变器。由于对于机车上供电系统的电路设计而言，主接触器开关在此刻之前通常为闭合状态，而充电接触器开关在此刻之前可能为闭合状态也可能为断开状态，因此，可输出第一断开控制信号以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开，或者是在输出第一断开控制信号控制主接触器开关断开的同时输出第二断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的充电接触器开关断开。因为，如果此时不断开主接触器开关，将会通过很大的电流为该电容充电，因而影响电容的使用寿命甚至损坏电容，影响整个供电线路的正常工作，最终影响列车的安全平稳运行。本发明实施例还提供了一种电力机车受电弓离线处理系统，该离线处理系统可执行本发明实施例提供的电力机车受电弓离线处理方法，图4为本发明实施例所提供的电力机车受电弓离线处理系统的方框图，如图4所示，该处理系统包括第一采集模块20、存储模块21、比较模块22、第一判断模块23和控制器24。第一采集模块20与机车上的脉宽调制整流器的输入端相连，用于采集脉宽调制整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值；存储模块21与第一采集模块20相连，用于存储采集的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值。比较模块22与存储模块21相连，用于将当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值、将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值和/或将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值。第一判断模块23与比较模块22相连，用于当判断出输入电压变化值大于设定的电压变化阈值、输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值和/或输入电流变化值大于设定的电流变化阈值时，输出控制信号并传送给控制器24。控制器24与第一判断模块23相连，根据接收到的控制信号控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作。本发明实施例提供的电力机车受电弓离线处理系统，通过第一采集模块采集PWM整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值，并通过存储模块将采集的上述各个值进行存储以便后续比较模块调用；比较模块将当前时刻的上述值与前一时刻采集的值进行比较，将比较结果传送给判断模块，进而当判断模式判断出输入电压值变化值、输入电压频率值变化值和/或输入电流值变化值大于设定的相应变化阈值时，判定受电弓离线，以输出控制信号，并通过控制器控制逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作，提供列车运行的稳定性。图5为本发明另一实施例所提供的电力机车受电弓离线处理系统的方框图，如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，第一采集模块20包括输入电压采集模块201、输入电压频率采集模块202和/或输入电流采集模块203 ;其中，
输入电压采集模块201用于采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压值；输入电压频率采集模块202用于采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压频率值；输入电流采集模块203用于采集机车上的脉宽调制整流器的输入电流值。并且，比较模块22可进一步的包括第一比较子单元221、第二比较子单元222和/或第三比较子单元223 ;其中，第一比较子单元221用于将当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值；第二比较子单元222用于将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值；第三比较子单元223用于将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值。如图5所示，该处理系统中还可以进一步的包括:第二采集模块25和第二判断模块26。第二采集模块25分别与控制器24和机车上的脉宽调制整流器输出端的电容(图中未示出)相连，用于在接收到控制器24产生的开始采集信号后采集电容两端的电压值。第二判断模块26分别与第二采集模块25和控制器24相连，用于当判断出电压值小于设定的电压阈值时，输出第一断开控制信号并传送给控制器24以通过控制器24控制机车上的接触器开关断开或在输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开的同时输出第二断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的充电接触器开关断开。本实施例中，当控制器控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作之后进一步的产生开始采集信号，此时，通过第二采集模块采集PWM整流器的输出端电容两端的电压值，并通过第二判断模块判断采集的电压值与设定的电压阈值大小，当判断出PWM整流器的输出端电容两端的电压值小于设定的电压值时需要断开主接触器开关，或同时断开充电接触器开关，并重新启动PWM整流器和逆变器。上述实施例中所述的第一采集模块、比较模块、第一判断模块、第一比较子单元、第二比较子单元、第三比较子单元、第二采集模块和第二判断模块，均可通过相关电路或者设置用相应程序指令的硬件实现，例如，可编程控制器或者计算机等。可通过电压传感器或电压表等装置作为输入电压采集模块；将包含相应程序的硬件装置作为输入电压频率采集装置；将电流传感器或电流表等装置作为输入电流采集模块。当然，也可将上述的各种模块和装置集成在现有列车的控制系统中，作为列车整个控制系统的一部分。存储模块可以采用光盘、硬盘或者计算机中设置的缓存器等实现；控制器可以采用计算机、可编程控制器或者是电力机车中设置的已有控制装置实现。本发明实施例还提供了一种电力机车，包括受电弓、变压器、脉宽调制整流器、逆变器和电机，其中，受电弓设置于机车车顶，用于与铁路接触网导线相连；变压器的输入端与受电弓相连，变压器的输出端与脉宽调制整流器的输入端之间设置有主接触器和充电接触器；脉宽调制整流器的输出端与逆变器的输入端之间设置有电容，逆变器的输出端与电机相连；还包括本发明实施例提供的机车受电弓离线处理系统，该处理系统中的第一采集模块与脉宽调制整流器的输入端相连。该电力机车，通过设置本发明实施例提供的电力机车受电弓离线处理系统，可提高列车运行的稳定性。最后应说明的是:以上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精神和范围。
权利要求
1.一种电力机车受电弓离线处理方法，其特征在于，包括:采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值；将当前时刻的输入电压值与上一米集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值、将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值和/或将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值； 当所述输入电压变化值大于设定的电压变化阈值、所述输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值和/或所述输入电流变化值大于设定的电流变化阈值时，输出控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作。
2.根据权利要求1所述的电力机车受电弓离线处理方法，其特征在于， 将当前时刻的输入电压值与上一米集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值包括:计算当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值之间的差值的绝对值；计算该绝对值与所述上一采集时刻的输入电压值的比值以产生输入电压变化值。
3.根据权利要求1或2所述的电力机车受电弓离线处理方法，其特征在于， 将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值包括: 计算当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的输入电压频率值之间的差值的绝对值； 计算该绝对值与所述上一采集时刻的输入电压频率值的比值以产生输入电压频率变 化值。
4.根据权利要求1或2所述的电力机车受电弓离线处理方法，其特征在于， 将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值包括: 计算当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值之间的差值的绝对值； 计算该绝对值与所述上一采集时刻的输入电流值的比值以产生输入电流变化值。
5.根据权利要求1或2所述的电力机车受电弓离线处理方法，其特征在于， 当输出控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作之后还包括: 控制器产生开始采集信号以采集机车上的脉宽调制整流器输出端的电容两端的电压值； 当所述电压值小于设定的电压阈值时，输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开或在输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开的同时输出第二断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的充电接触器开关断开。
6.一种电力机车受电弓离线处理系统，其特征在于，包括: 第一采集模块，与机车上的脉宽调制整流器的输入端相连，用于采集脉宽调制整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值； 存储模块，与所述第一采集模块相连，用于存储采集的所述输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值； 比较模块，与所述存储模块相连，用于将当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值、将当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值和/或将当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值； 第一判断模块，与所述比较模块相连，用于当判断出所述输入电压变化值大于设定的电压变化阈值、所述输入电压频率变化值大于设定的电压频率变化阈值和/或所述输入电流变化值大于设定的电流变化阈值时，输出控制信号并传送给控制器； 控制器，与所述第一判断模块相连，根据接收到的所述控制信号控制机车上的逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作。
7.根据权利要求6所述的机车受电弓离线处理系统，其特征在于: 所述第一采集模块包括输入电压采集模块、输入电压频率采集模块和/或输入电流采集模块；其中， 所述输入电压采集模块用于采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压值； 所述输入电压频率采集模块用于采集机车上的脉宽调制整流器的输入电压频率值； 所述输入电流采集模块用于采集机车上的脉宽调制整流器的输入电流值。
8.根据权利要求6或7所述的机车受电弓离线处理系统，其特征在于: 所述比较模块包括第一比较子单元、第二比较子单元和/或第三比较子单元；其中，所述第一比较子单元用于将所述当前时刻的输入电压值与上一采集时刻的输入电压值相比较以产生输入电压变化值； 所述第二比较子单元用于将所述当前时刻的输入电压频率值与上一采集时刻的历史输入电压频率值相比较以产生输入电压频率变化值； 所述第三比较子单元用于将所述当前时刻的输入电流值与上一采集时刻的输入电流值相比较以产生输入电流变化值。
9.根据权利要求6或7所述的机车受电弓离线处理系统，其特征在于，还包括: 第二采集模块，分别与控制器和所述机车上的脉宽调制整流器输出端的电容相连，用于在接收到控制器产生的开始采集信号后采集电容两端的电压值； 第二判断模块，分别与所述第二采集模块和控制器相连，用于当判断出所述电压值小于设定的电压阈值时，输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开，或在输出第一断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的主接触器开关断开的同时输出第二断开控制信号并传送给控制器以通过控制器控制机车上的充电接触器开关断开。
10.一种电力机车，包括受电弓、变压器、脉宽调制整流器、逆变器和电机，其中，所述受电弓设置于所述机车车顶，用于与铁路接触网导线相连；所述变压器的输入端与所述受电弓相连，所述变压器的输出端与所述脉宽调制整流器的输入端之间设置有主接触器开关和充电接触器开关；所述脉宽调制整流器的输出端与所述逆变器的输入端之间设置有电容，所述逆变器的输出端与所述电机相连；其特征在于，还包括权利要求6-9任一项所述的机车受电弓离线处理系统，所述处理系统中的第一采集模块与所述脉宽调制整流器的输入端相连。
全文摘要
本发明公开了一种电力机车受电弓离线处理方法、处理系统和电力机车，该离线处理方法，通过采集PWM整流器的输入电压值、输入电压频率值和/或输入电流值，并将当前时刻的上述值与前一时刻采集的值进行比较，当输入电压值变化值、输入电压频率值变化值和/或输入电流值变化值大于设定的相应变化阈值时，判定受电弓离线，以输出控制信号控制逆变器和/或脉宽调制整流器停止工作，提高列车运行的稳定性。
文档编号B61C3/00GK103085666SQ20111034452
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者王雪迪, 耿辉, 徐从谦 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心