[发明专利]一种检测车载变流器谐波的报警装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道电气报警装置及其方法，尤其是涉及一种检测车载变流器谐波的报警装置及其方法。

背景技术

变流器（converter）是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。包括交流变直流（AC/DC）的整流器、直流变交流（DC/AC）的逆变器、交流变频（AC/AC）的交流变流器和直流斩波（DC Chopper）的直流变流器。车载变流器包含有牵引变流器、辅助电源变流器等，这些变流器工作时会产生传导干扰的电流谐波，而电流谐波的大小以及持续时间的长短会影响到其他设备的正常工作，从而需要实时检测电流谐波的干扰情况。

车载变流器在工作时，因其内部的DC1500V电源信号的工作电流较大，容易产生传导谐波。当谐波干扰达到一定程度时，会对周围的其他设备，尤其是轨道检测设备产生不良影响。在轨道检测系统中，通常采用由AC25Hz或AC50Hz信号驱动的轨道继电器表示轨道的占用情况。因此，检测和监督车载变流器所产生的25Hz和50Hz干扰并有效防止干扰超过门限是确保轨道检测系统正常工作的条件。

在现有技术中，对交流形式电流信号的检测通常采用如附图1所示的技术方案，即空心互感器1将其转换为电压信号后再通过采集与处理单元10采集和处理实现。而在现有的技术方案中，对车载变流器谐波进行检测通常采用如附图2所示的全模拟电路，采集与处理单元10包括模拟滤波单元11、二极管整流单元12和比较器单元13。空心互感器1所感应的信号经过模拟滤波、二极管整流，以及通过运算放大器实现比较，并将比较结果作为报警信号输出。

现有技术对车载变流器谐波进行检测的装置由于采用全模拟器件，因此存在如下技术缺陷：

（1）检测精度不高，容易产生误报警，从而影响变流器的可用性；

（2）比较门限一经设定则不易修改，装置的灵活性和可用性不高；

（3）模拟器件相对数字器件的失效率较高，导致装置的可靠性偏低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种检测车载变流器谐波的报警装置及其方法，克服现有技术存在的检测精度不高、容易产生误报警、灵活性和可用性不高、可靠性偏低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种检测车载变流器谐波的报警装置的技术实现方案，一种检测车载变流器谐波的报警装置，包括：

空心互感器，将感应到的电流信号转换为电压信号，输出至隔离单元；

隔离单元，对所述电压信号进行隔离放大后输出至滤波单元；

滤波单元，对所述隔离单元输出的信号进行低通滤波处理后输出至A/D采样单元；

A/D采样单元，对所述滤波单元输出的信号进行采样和A/D转换，并将转换后的数字信号输出至数字信号处理单元；

数字信号处理单元，对转换后的数字信号进行处理判断，检测数字信号中与表征轨道占用情况的轨道继电器驱动信号具有相同频率的干扰信号是否超过门限值，并将报警信号输出至报警输出单元；

报警输出单元，将所述数字信号处理单元输出的报警信号输出至变流器主控单元。

优选的，所述数字信号处理单元检测25Hz和/或50Hz信号的干扰是否超过门限值。

优选的，所述滤波单元进一步采用抗混叠低通滤波器。

优选的，所述滤波单元进一步采用MAX293滤波芯片，所述滤波单元的低通截止频率由输入所述滤波单元的时钟CLK决定。

优选的，输入所述滤波单元的时钟CLK采用1MHz晶振经过128分频得到。

优选的，所述A/D采样单元通过同步串行端口将数据传送至所述数字信号处理单元，所述A/D采样单元的信号采样频率f_s由以下公式确定：

fs=Mclk256×K]]>

其中，Mclk为从外部输入至所述A/D采样单元的主时钟信号，K为所述A/D采样单元内部的分频系数。