檢測特定頻率交流信號的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測特定頻率交流信號的方法包括：通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾波，提取所述直流電流中的交流信號；通過交流放大電路對所述交流信號進行放大；通過濾波電路對放大后的交流信號進行濾波處理，得到特定頻率的交流信號；該方法能夠準(zhǔn)確檢測到直流電流中特定頻率的交流信號。
【專利說明】檢測特定頻率交流信號的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種檢測特定頻率交流信號的方法及系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在直流供電機車，或者雙流以及多流供電機車中的直流電流中經(jīng)常會存在一些交 流信號。這些交流信號的存在會造成機車信號系統(tǒng)受到干擾，這樣會直接影響到機車的運 行安全。
[0003] 現(xiàn)有的檢測直流電流中特定頻率的交流信號的方法是利用高速計算機實時監(jiān)測 機車特定電流幅值（例如50HZ電流幅值）；或者采用機車車載計算機實時監(jiān)控機車特定電 流幅值（例如50HZ電流幅值）。
[0004] 但是利用高速計算機實時監(jiān)測機車的方法對處理器和計算機的要求非常高，會造 成成本高、體積大，但是精度還不能達到要求，不能滿足現(xiàn)有應(yīng)用的要求；利用機車車載計 算機實時監(jiān)控機車的方法，由于采用的是機車車載計算機系統(tǒng)，因此存在采樣速度慢，精度 低，不能滿足保護精度，因此常出現(xiàn)誤動作。
[0005] 因此，如何準(zhǔn)確檢測到直流電流中特定頻率的交流信號，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要 解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種檢測特定頻率交流信號的方法，該方法能夠準(zhǔn)確檢測到 大幅值直流電流中特定頻率的交流信號，保證機車信號系統(tǒng)的正常運行；本發(fā)明的另一目 的是提供一種檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種檢測特定頻率交流信號的方法包括：
[0008] 通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾波，提取所述直流電流中的交 流?目號；
[0009] 通過交流放大電路對所述交流信號進行放大；
[0010] 通過濾波電路對放大后的交流信號進行濾波處理，得到特定頻率的交流信號。
[0011] 其中，所述提取所述交流信號包括：
[0012] 當(dāng)直流電流中存在交流信號時，空心線圈的兩端輸出交流電壓信號；
[0013] 利用電壓積分器對所述交流電壓信號進行處理，得到交流電流信號。
[0014] 其中，所述通過濾波電路對放大后的交流信號進行濾波處理，得到特定頻率的交 流信號包括：
[0015] 利用OHz?49. 5Hz的高通濾波電路對所述放大后的交流信號進行濾波，得到 49. 5Hz以上的交流信號；
[0016] 利用大于50. 5Hz的低通濾波電路對所述49. 5Hz以上的交流信號進行濾波，得到 49. 5Hz?50. 5Hz的交流信號。
[0017] 所述得到特定頻率的交流信號后還包括：
[0018] 將所述特定頻率的交流信號通過變換電路轉(zhuǎn)換為車載計算機能夠識別的直流信 號；
[0019] 車載計算機對所述直流信號進行監(jiān)測，當(dāng)所述直流信號達到預(yù)定條件時，車載計 算機按預(yù)定程序執(zhí)行相對應(yīng)的操作。
[0020] 其中，所述將所述特定頻率的交流信號通過變換電路轉(zhuǎn)換為車載計算機能夠識別 的直流信號包括：
[0021] 將所述特定頻率的交流信號通過全橋整流變換電路轉(zhuǎn)換為直流信號；
[0022] 將所述直流信號經(jīng)過直流斬波器DC/DC變換為車載計算機可以識別的直流電流 信號。
[0023] 其中，當(dāng)檢測的特定頻率為49. 5Hz?50. 5Hz的交流信號時，所述車載計算機按預(yù) 定程序執(zhí)行相對應(yīng)的操作包括：
[0024] 若所述直流信號達到預(yù)定條件，車載計算機將控制直流快速斷路器斷開。
[0025] 本發(fā)明所提供的一種檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)包括：
[0026] 空心線圈，用于對電力機車中供電的直流電流進行濾波，使得當(dāng)直流電流中存在 交流信號時，提取所述交流信號；
[0027] 放大電路，用于對所述交流信號進行放大；
[0028] 濾波電路，對放大后的交流信號進行濾波處理，得到特定頻率的交流信號。
[0029] 其中，檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)還包括：
[0030] 轉(zhuǎn)換電路，用于將特定頻率的交流信號轉(zhuǎn)換為車載計算機能夠識別的直流信號；
[0031] 車載計算機，用于對所述直流信號進行監(jiān)測，當(dāng)所述直流信號達到預(yù)定條件時，車 載計算機按預(yù)定程序執(zhí)行相對應(yīng)的操作。
[0032] 其中，所述轉(zhuǎn)換電路包括：直流斬波器DC/DC，用于將直流信號變換為車載計算機 可以識別的直流電流信號。
[0033] 其中，檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)還包括：
[0034] 電壓積分器，用于對空心線圈提取的交流電壓信號進行處理，得到交流電流信號。
[0035] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明所提供的檢測特定頻率交流信號的方法，通過空心線 圈對電力機車中供電的直流電流進行濾波，提取所述直流電流中的交流信號；通過交流放 大電路對所述交流信號進行放大；通過濾波電路對放大后的交流信號進行濾波處理，得到 特定頻率的交流信號；經(jīng)過空心線圈對直流載體的濾波，當(dāng)直流電流中不存在交流信號時， 空心線圈中的磁場不會發(fā)生變化，空心線圈兩端不會產(chǎn)生電壓，當(dāng)直流電流中存在交流信 號時，空心線圈中的磁場會發(fā)生變化，空心線圈兩端會產(chǎn)生交流信號，提取所述交流信號； 由于該交流信號十分微弱，因此需要通過放大電路對所述交流信號進行放大；對放大后的 交流信號進行特定頻率的濾波電路，當(dāng)該交流信號中存在所述特定頻率的交流信號時，可 以得到該特定頻率的交流信號；該方法能夠準(zhǔn)確檢測到直流電流中特定頻率的交流信號， 且該方法成本低，方便易行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有 技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037] 圖1為本發(fā)明實施例提供的檢測特定頻率交流信號的方法的流程圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明實施例提供的通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾 波的不意圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明實施例提供的經(jīng)過空心線圈之前的電力機車中原邊電流信號的示 意圖；
[0040] 圖4為本發(fā)明實施例提供的通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾 波后的結(jié)果的示意圖；
[0041] 圖5為本發(fā)明實施例提供的提取所述交流信號的方法流程圖；
[0042] 圖6為本發(fā)明實施例提供的利用電壓積分器對所述交流電壓信號進行處理，得到 交流電流信號的示意圖；
[0043] 圖7為本發(fā)明實施例提供的車載計算機的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0044]圖8為本發(fā)明實施例提供的檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0045] 圖9為本發(fā)明實施例提供的獲得49. 5HZ?50. 5HZ交流信號的濾波電路示意圖；
[0046] 圖10為本發(fā)明實施例提供的電壓積分器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖11為本發(fā)明實施例提供的49. 5HZ?50. 5HZ交流信號通過轉(zhuǎn)換電路到達車載 計算機的電路示意圖。

【具體實施方式】
[0048] 本發(fā)明的目的是提供一種檢測特定頻率交流信號的方法，該方法能夠準(zhǔn)確檢測到 大幅值直流電流中特定頻率的交流信號，保證機車信號系統(tǒng)的正常運行；本發(fā)明的另一目 的是提供一種檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)。
[0049] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0050] 目前電力機車中直流供電站6脈波或12脈波整流器故障會導(dǎo)致產(chǎn)生特定頻率的 電流以及電路機車自生產(chǎn)生特定頻率電流，這些特定頻率的交流信號會對電力機車的信號 系統(tǒng)造成一定的影響。因此電力機車需要能夠準(zhǔn)確檢測到這些特定頻率的交流信號，當(dāng)這 些特定頻率的交流信號達到一定的程度，電力機車需要采取相應(yīng)的措施以保證電力機車的 運行安全。又由于電力機車直流供電系統(tǒng)中直流額定電流高達2000A，但是里面可能會產(chǎn)生 的交流信號又是非常微弱，因此對直流電流傳感器以及車載計算機等的精度要求非常高。 現(xiàn)有的設(shè)備不能滿足精度要求。通過本發(fā)明的檢測特定頻率交流信號的方法可以在不改變 這些設(shè)備的精度的基礎(chǔ)上，能夠準(zhǔn)確的檢測到大幅值直流電流中特定頻率的交流信號。
[0051] 請參照圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的檢測特定頻率交流信號的方法的流程圖； 該方法可以包括：
[0052] 步驟SlOO、通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾波，提取所述直流 電流中的交流信號；
[0053] 其中，由于電力機車直流供電系統(tǒng)中直流額定電流高達2000A，但是里面可能會 產(chǎn)生的交流信號又是非常微弱，因此要在這么大電流的基礎(chǔ)上進行交流信號的采集非常困 難；因此本發(fā)明采用空心線圈來將大幅值的直流電流過濾掉，且當(dāng)該直流電流中存在交流 信號時，又能夠?qū)⒃摻涣餍盘柼崛〕鰜怼?br> [0054] 例如電力機車中供電的直流電流中的交流信號進行提取可以如圖2所示，圖2為 本發(fā)明實施例提供的通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾波的示意圖；
[0055] 其中，當(dāng)直流電流通過電線時，空心線圈周圍的磁場無變化，因此線圈兩端不會產(chǎn) 生電壓輸出。
[0056] 當(dāng)直流電流中存在交流成分時，空心線圈磁場發(fā)生變化，線圈兩端同步產(chǎn)生交流 電壓輸出，其輸出電壓為

【權(quán)利要求】
1. 一種檢測特定頻率交流信號的方法，其特征在于，包括： 通過空心線圈對電力機車中供電的直流電流進行濾波，提取所述直流電流中的交流信 號； 通過交流放大電路對所述交流信號進行放大； 通過濾波電路對放大后的交流信號進行濾波處理，得到特定頻率的交流信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述交流信號包括： 當(dāng)直流電流中存在交流信號時，空心線圈的兩端輸出交流電壓信號； 利用電壓積分器對所述交流電壓信號進行處理，得到交流電流信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過濾波電路對放大后的交流信號進 行濾波處理，得到特定頻率的交流信號包括： 利用OHz?49. 5Hz的高通濾波電路對所述放大后的交流信號進行濾波，得到49. 5Hz 以上的交流信號； 利用大于50. 5Hz的低通濾波電路對所述49. 5Hz以上的交流信號進行濾波，得到 49. 5Hz?50. 5Hz的交流信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到特定頻率的交流信號后還包括： 將所述特定頻率的交流信號通過變換電路轉(zhuǎn)換為車載計算機能夠識別的直流信號； 車載計算機對所述直流信號進行監(jiān)測，當(dāng)所述直流信號達到預(yù)定條件時，車載計算機 按預(yù)定程序執(zhí)行相對應(yīng)的操作。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述特定頻率的交流信號通過變換 電路轉(zhuǎn)換為車載計算機能夠識別的直流信號包括： 將所述特定頻率的交流信號通過全橋整流變換電路轉(zhuǎn)換為直流信號； 將所述直流信號經(jīng)過直流斬波器DC/DC變換為車載計算機可以識別的直流電流信號。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)檢測的特定頻率為49. 5Hz?50. 5Hz的交 流信號時，所述車載計算機按預(yù)定程序執(zhí)行相對應(yīng)的操作包括： 若所述直流信號達到預(yù)定條件，車載計算機將控制直流快速斷路器斷開。
7. -種檢測特定頻率交流信號的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 空心線圈，用于對電力機車中供電的直流電流進行濾波，使得當(dāng)直流電流中存在交流 信號時，提取所述交流信號； 放大電路，用于對所述交流信號進行放大； 濾波電路，對放大后的交流信號進行濾波處理，得到特定頻率的交流信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 轉(zhuǎn)換電路，用于將特定頻率的交流信號轉(zhuǎn)換為車載計算機能夠識別的直流信號； 車載計算機，用于對所述直流信號進行監(jiān)測，當(dāng)所述直流信號達到預(yù)定條件時，車載計 算機按預(yù)定程序執(zhí)行相對應(yīng)的操作。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括：直流斬波器DC/DC，用于 將直流信號變換為車載計算機可以識別的直流電流信號。
10. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：電壓積分器，用于對空心線圈提取 的交流電壓信號進行處理，得到交流電流信號。
【文檔編號】G01R19/18GK104459291SQ201410776707
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】李順, 李希寧, 陳安俊, 唐俊成, 汪波 申請人:南車株洲電力機車有限公司