[实用新型]机车同步信号相位检测装置、机车供电系统和电力机车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气控制技术，尤其涉及一种机车同步信号相位检测装置、机车供电系统和电力机车。

背景技术

在电气化铁路中，接触网是电气化铁道的供电电网，电力机车的供电系统从电网取得电能。

图4为现有技术提供的电力机车供电系统的结构示意图，如图4所示，该供电系统主要包括依次串联的牵引变压器10、电抗器11和变流器12，并且，在电网16与牵引变压器10的输入端之间设置有电压互感器13，电压互感器13的输出端依次串接有同步变压器14和控制单元15。

通常在机车车顶上安装有受电弓17，通过受电弓17与电网16导线接触以将电网16的电能引入牵引变压器10，通过牵引变压器10对从电网16引入的电压进行变换后输出电压U₁作为变流器12输入侧的控制电压U_c，经过变流器12对该控制电压进行整流逆变等处理后可作为机车中牵引电机的电压源，以通过牵引电机为机车提供牵引动力，进而通过电力机车牵引各节车体运行。并且，当列车运行在制动状态时，牵引电机可作为发电机输出电能，变流器对牵引电机输出的电能经过逆变整流等处理后输出并回馈到电网。

此处电抗器11的作用是，当该牵引电机负载或者供电系统的线路中发生短路现象时，可起到增大短路阻抗，限制变流器12输入侧短路电流的作用，以对变流器12进行保护。

上述的供电系统中，通过电压互感器和同步变压器将较高等级的电网电压变换成较低等级的电压后输出一低压电信号，该低压电信号作为同步信号提供给控制单元，该同步信号在整个供电系统中起着重要作用，该同步信号应该为与电网电压相位相同的信号，控制单元根据该同步信号产生对变流器的控制信号，使变流器输入侧的电压与电网电压的相位相同。

如果得到的该同步信号与电网电压波形相位相反，控制单元根据该同步信号产生对变流器的控制信号后，变流器输入侧的电压会与电网电压相位相反，此时，将造成变流器输入侧的电压波动，因此对变流器中的元器件造成损害，也对整个供电系统中的各设备正常工作产生影响。

为避免上述现象的发生，目前采用的方法是，采集来自电网电压的高压信号，并采集同步变压器输出侧的同步信号，以对同步信号的相位与电网电压波形的相位进行比较，当发现同步信号的相位与电网电压相位相反时，修改电压互感器和同步电压器之间的接线，以使同步信号的相位与电网电压相位相同，而机车中供电系统通常采用预布线，因此，修改硬件电路接线的工作较繁琐。

实用新型内容

本实用新型第一个方面是提供一种机车同步信号相位检测装置，以避免修改供电系统中硬件线路的繁琐工序。

该机车同步信号相位检测装置，包括：

电流采集模块，连接于机车供电系统中变流器的输入侧，用于采集机车供电系统中变流器输入侧的电流值；

比较模块，与所述电流采集模块相连，用于当判断获知所述电流值大于预设门限值时，生成相位变换信号；

相位变换模块，所述相位变换模块的输入端分别与机车供电系统中同步信号生成装置和所述比较模块相连，所述相位变换模块的输出端与供电系统中的控制单元相连，用于根据所述相位变换信号将接收到的同步信号生成装置生成的同步信号的相位增加或减少设定度数以传送给控制单元。

本实用新型另一个方面是提供一种机车供电系统，包括依次串接的牵引变压器、电抗器和变流器，且所述牵引变压器的输出侧连接同步信号生成装置，所述同步信号生成装置用于生成同步信号，还包括本实用新型提供的相位检测装置和控制单元，所述相位检测装置中的所述相位变换模块的输出端与所述控制单元相连，所述控制单元用于根据所述相位变换模块输出的同步信号生成对变流器的控制信号，以控制变流器输入侧的控制电压与电网电压相位相同。

本实用新型又一个方面是提供一种电力机车，该电力机车，包括：包括受电弓和牵引电机，还包括本实用新型提供的供电系统，所述供电系统中的牵引变压器通过所述受电弓与电网相连，所述供电系统中的变流器与所述牵引电机相连。