一种大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法与流程

1.本发明涉及大功率整流器技术领域，具体而言，尤其涉及一种大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法。


背景技术：

2.在我国的铁路系统中大部分采用的是单相25kv、50hz供电机制，通过接触网向机车供电，经钢轨回流，由于25kv电压过高，并且只有单相无法用于电机控制，所以在机车上会有一个整流装置，由于该整流装置是单相的并且能够进行能量回馈，所以该整流装置简称单相四象限整流器。单相25kv、50hz高压电经过变压器再经过单相四象限整流器的控制会得到一个稳定的直流电压，牵引逆变器和辅助逆变器再将这个稳定的中间电压逆变成各自需要的交流电压和频率。
3.现有判断单相四象限整流器同步信号一致性的技术方案包括以下两种：
4.一是采用示波器检测如图1所示a、b两点间电压(a接示波器探头的正端，b接示波器探头的负端)和c、d两点间电压(c接示波器探头的正端，d接示波器探头的负端)，并判断a、b两点间电压和c、d两点间电压是否是同相位。该方法需要专业的测试人员进行测试，并且由于现场安装空间和安装位置等因素测量起来会浪费大量的人力、物力和时间。
5.二是假定同步信号接线正确，四象限在启动之前发几个窄脉冲，然后通过四象限输入电流传感器检测四象限的输入电流，如果同步信号接线有问题，那么四象限发出这几个窄脉冲的情况下，会有很大的输入电流，如果同步信号接线正确的情况下，四象限检测的输入电流比较小。这种通过发脉冲检测输入电流大小的方法,需要一定的控制策略来控制窄脉冲的宽度和开关频率，如果控制出现问题那么输入过大的电流会对系统造成一定的损害，并且控制比较复杂，由于这种测试会有一定的危害，所以只允许第一次上电的时候进行检测，如果第一次检测的时候没有问题，但是后续再出现问题就需要其他手段再次进行检测，会留下一定隐患。


技术实现要素：

6.根据上述提出的技术问题，提供一种大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法。本发明主要利用四象限控制器通过同步变压器检测电网相位，通过输入电流传感器检测输入电流相位，然后将两者的相位进行比较，如果两者相位一致，则说明同步变压器接线和主电路接线没有问题，四象限正常启动，如果相位相反，则说明同步变压器接线和主电路接线有问题，四象限就会提示故障。
7.本发明采用的技术手段如下：
8.一种大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法，包括：
9.检测电网电压同步信号，确定电网电压相位；
10.通过输入电流传感器，确定输入电流相位；
11.将确定的电网电压相位和输入电流相位进行比较，判断两者相位的一致性。
12.进一步地，所述检测电网电压同步信号，确定电网电压相位，具体包括：
13.电网电压是从接触网得到的电压经过同步电压器送到四象限整流器的电压，即同步电压器两个输出端之间的电压；
14.四象限整流器通过检测同步电压器两个输出端之间的电压，确定电网电压相位。
15.进一步地，所述同步电压器包括第一变压器、第二变压器以及第三变压器，第一变压器的输入端连接接触网，第一变压器的输出端连接第二变压器的输入端，第二变压器的输出端连接第三变压器的输入端，第三变压器的输出端连接整流器的输入端。
16.进一步地，所述通过输入电流传感器，确定输入电流相位，具体包括：
17.四象限整流器正常启动时，闭合充电接触器，变压器次边电压通过桥式不控整流对中间回路电容进行充电，充电电流流过四象限整流器输入至电流传感器，等待一段时间检测中间回路电容电压；
18.如果中间回路电容电压达到设定值，闭合主接触器，充电接触器断开，四象限整流器开始发脉冲。
19.进一步地，所述将确定的电网电压相位和输入电流相位进行比较，判断两者相位的一致性，包括：
20.若两者相位一致，则说明同步变压器接线和主电路接线无问题，四象限整流器正常启动；
21.若两者相位相反，则说明同步变压器接线和主电路接线有问题，四象限整流器提示故障。
22.进一步地，所述将确定的电网电压相位和输入电流相位进行比较，判断两者相位的一致性的条件是充电电流超过设定值。
23.进一步地，所述将确定的电网电压相位和输入电流相位进行比较，判断两者相位的一致性，具体包括：
24.将四象限整流器检测到的电网电压与充电电流作差得到差值，并对差值取绝对值；
25.比较差值的绝对值和电网电压的绝对值，如果差值的绝对值大于电网电压的绝对值，则说明电网电压和输入电流是一致的，如果差值的绝对值小于电网电压的绝对值，则说明电网电压和输入电流不一致。
26.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
27.1、本发明提供的大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法，通过检测并比较电网电压相位和输入电流相位的一致性，实现检测四象限控制器是否输入同步信号以及主电路的接线是否正确。
28.2、本发明提供的大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法，能够保证每次四象限整流器上电启动时都进行检测，如果出现问题就能及时发现，消除故障隐患。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法流程图。
31.图2为本发明大功率单相四象限整流器结构示意图。
32.图3为应用本发明大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法进行同步信号一致性检测的结构示意图。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
34.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
38.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并
且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
39.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
40.如图1所示，本发明提供了一种大功率单相四象限整流器同步信号一致性检测方法，包括：
41.s1、检测电网电压同步信号，确定电网电压相位；
42.s2、通过输入电流传感器，确定输入电流相位；
43.s3、将确定的电网电压相位和输入电流相位进行比较，判断两者相位的一致性。
44.具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述步骤s1中，检测电网电压同步信号，确定电网电压相位，具体包括：
45.电网电压是从接触网得到的25kv电压经过同步电压器送到四象限整流器的电压为25v，即同步电压器两个输出端之间的电压(a、b两点之间的电压)；
46.四象限整流器通过检测同步电压器两个输出端之间的电压(a、b两点之间的电压)，确定电网电压相位。
47.具体实施时，作为本发明优选的实施方式，如图2所示，所述同步电压器包括第一变压器、第二变压器以及第三变压器，第一变压器的输入端连接接触网，第一变压器的输出端连接第二变压器的输入端，第二变压器的输出端连接第三变压器的输入端，第三变压器的输出端连接整流器的输入端。图2中，各个变压器的变比分别为：主变压器变比n1:n2＝25000:950；第一变压器变比n1:n3＝25000:100；第二变压器变比n4:n5＝100:100；第三变压器变比n6:n7＝100:5。
48.具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述步骤s2中，通过输入电流传感器，确定输入电流相位，具体包括：
49.如图3所示，四象限整流器正常启动时，闭合充电接触器(km1)，变压器次边电压通过桥式不控整流对中间回路电容进行充电，充电电流流过四象限整流器输入至电流传感器，等待一段时间检测中间回路电容电压；
50.如果中间回路电容电压达到设定值，闭合主接触器(km2)，充电接触器(km1)断开，四象限整流器开始发脉冲。
51.在本实施例中，当闭合充电接触器(km1)之后，会有充电电流流过四象限输入电流传感器，随着中间回路电压的不断升高，充电电流会越来越小，并且由于该发明是应用于大功率的四象限，所以当电流较小时，实际的电流传感器检测到的电流误差较大。
52.具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述步骤s3中，将确定的电网电压相位和输入电流相位进行比较，判断两者相位的一致性，包括：
53.若两者相位一致，则说明同步变压器接线和主电路接线无问题，四象限整流器正常启动；
54.若两者相位相反，则说明同步变压器接线和主电路接线有问题，四象限整流器提示故障。
55.在本实施例中，当充电接触器闭合之后，由于实际电流的检测偏差，同时为了避免充电电流的检测偏差和该偏差对电流过零点的影响，故只有当充电电流超过设定值时，才
进行同步信号一致性的判断。具体来说：
56.将四象限整流器检测到的电网电压与充电电流作差得到差值，为了避免电网电压负半周带来的影响，对差值取绝对值；
57.比较差值的绝对值和电网电压的绝对值，如果差值的绝对值大于电网电压的绝对值，则说明电网电压和输入电流是一致的，如果差值的绝对值小于电网电压的绝对值，则说明电网电压和输入电流不一致。由图2可知，电网电压和输入电流一致就能说明同步信号接线和主电路的接线一致。
58.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。