一種機車無線供電系統的分段導軌切換方法技術方案

一種機車無線供電系統的分段導軌切換方法，其做法是：a、每一能量發射導軌段(6)均通過檢測開關管(2b)與低功耗交流電源(3)連接，初始時，所有檢測開關管(2b)處于導通狀態；同時供電開關管(2a)斷開，系統處于檢測工作狀態；b、由電壓檢測裝置(4)電流檢測裝置(5)檢測能量發射導軌段(6)的電壓和電流，c、換流控制器得到對應電壓和電流的相量形式，計算出導軌段的阻抗，并通過比較當前時刻與前一時刻的阻抗和空載時的阻抗閾值；d、若在一定時間段內，當前時刻阻抗大于前一時刻的阻抗且大于空載時的阻抗閾值的次數達到設定閾值，換流控制器控制切換開關管使分段導軌區處于供電狀態；否則，使分段導軌區處于低耗檢測狀態。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】，其做法是：a、每一能量發射導軌段(6)均通過檢測開關管(2b)與低功耗交流電源(3)連接，初始時，所有檢測開關管(2b)處于導通狀態；同時供電開關管(2a)斷開，系統處于檢測工作狀態；b、由電壓檢測裝置(4)電流檢測裝置(5)檢測能量發射導軌段(6)的電壓和電流，c、換流控制器得到對應電壓和電流的相量形式，計算出導軌段的阻抗，并通過比較當前時刻與前一時刻的阻抗和空載時的阻抗閾值；d、若在一定時間段內，當前時刻阻抗大于前一時刻的阻抗且大于空載時的阻抗閾值的次數達到設定閾值，換流控制器控制切換開關管使分段導軌區處于供電狀態；否則，使分段導軌區處于低耗檢測狀態。【專利說明】
本專利技術涉及。
技術介紹
現有的機車無線供電系統的分段導軌供電技術，其工作過程和原理是:將直流電或低頻交流電通過高頻逆變器轉換為高頻交流電，并注入到軌道中央的單匝線圈(能量發射導軌)中，為了減小能量發射導軌的自感和提高能量的傳輸效率，整個供電段被分成了若干個能量發射導軌段，每段能量發射導軌均通過雙絞線并聯連接在該供電段的高頻逆變器輸出端。由于雙絞線的繞向相反、流過的電流相等，因此產生的磁場大小相等，方向相反，而完全互相抵消，也即能量發射導軌的雙絞線傳輸段不會對外發射電磁場。每段能量發射導軌只在機車(機車)進入時才連通工作，連通時的能量發射導軌(單匝線圈)通入高頻交流電，產生高頻交變磁場，機車通過位于車體底部的能量拾取線圈感應出電能并將其儲存在車載電池中，一旦機車離開對應的分段導軌，則切斷該區間的供電。由于機車未進入時的分段導軌并未給予供電，有效降低了生物體進入導軌區間可能受到電磁輻射危害的幾率，提高了電能利用率。 目前，無線供電系統的分段導軌切換控制多基于傳感器技術，需在分段導軌的入口處設置磁性傳感器或位置傳感器等，依據各分段導軌傳感器的檢測信號，可判斷出機車所在的分段導軌并給予供電。然而，在大功率及室外應用場合下，基于傳感器的分段導軌切換控制方法卻存在很多問題，傳感器易受到無線供電系統的大功率高頻電磁場的干擾，導致其可靠性大大降低，從而造成分段導軌切換控制的誤操作。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，該方法能更準確、可靠地判斷出機車動態運行時所在的分段導軌，其分段導軌的切換更加可靠。本專利技術實現其專利技術目的所采用的技術方案是，，其具體做法是:a、各能量發射導軌段均通過檢測開關管與低功耗交流電源連接，初始時，各能量發射導軌段的換流控制器控制檢測開關管處于導通狀態，使低功耗交流電源向能量發射導軌段通入小電流；同時各能量發射導軌段的換流控制器控制供電開關管斷開，使無線供電系統的高頻逆變器同能量發射導軌段斷開，無線供電系統各能量發射導軌段均處于檢測工作狀態；b、由各能量發射導軌段兩端并聯的電壓檢測裝置檢測能量發射導軌段的兩端電壓的當前時刻瞬時值ut，并由各能量發射導軌段上的電流檢測裝置實時測量能量發射導軌段的電流的當前時刻瞬時值it，其中下標t代表當前采樣時刻的時間；C、各能量發射導軌段的換流控制器接收電壓檢測裝置、電流檢測裝置分別測得的電壓當前時刻瞬時值Ut和電流當前時刻瞬時值it,通過短時傅里葉變換算法，計算出電壓當前時刻瞬時值Ut和電流當前時刻瞬時值it的相量形式，并分別記為^和I；;換流控制器再計算得出當前時刻的能量發射導軌段的線阻抗Zt，Zt = |Ut/Tt|;記Zh為設定的能量發射導軌段無機車駛入時的阻抗閾值，對任一能量發射導軌段:若Zt≥Zt-1且Zt>ZH，則判斷該能量發射導軌段所在區間有機車進入的可能，換流控制器的計數器次數加1，轉d步；若Zt≤Zh，則判斷該能量發射導軌段所在區間無機車，換流控制器的計數器次數置0，換流控制器保持或恢復該能量發射導軌段的檢測工作狀態；其中下標t-1代表前一米樣時刻的時間；d、若在設定的時間內，換流控制器的計數器的次數達到設定的次數閾值，則換流控制器控制相應的檢測開關管關斷，低功耗交流電源不再向該能量發射導軌段供電；同時換流控制器控制相應的供電開關管開通，使無線供電系統的高頻逆變器與該能量發射導軌段連通，無線供電系統的該能量發射導軌段處于供電工作狀態；否則，換流控制器不動作，無線供電系統的該能量發射導軌段處于處于檢測工作狀態。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是:一、本專利技術將無線供電系統發送端的各能量發射導軌段通過檢測開關管與低功耗交流電源相連，從而在各能量發射導軌段增設一可與高頻工作回路切換的低功耗檢測支路。在高頻工作回路斷電時，低功耗檢測支路工作，檢測支路中的電壓及電流檢測裝置實時檢測出能量發射導軌段的電壓及電流，并進而計算出能量發射導軌段的阻抗。當機車進入時，能量發射導軌段與機車底部的能量拾取線圈產生互感，其阻抗會變大；因此，測出能量發射導軌段的變大時，該能量發射導軌段的換流控制器判定機車進入該能量發射導軌段，并關斷對應的檢測支路、連通高頻工作回路，該能量發射導軌段進入工作狀態，對機車進行無線大功率供電，實現機車無線供電系統的分段導軌切換。它基于對分段導軌兩端本身的電壓及電流檢測來實現受外界電磁場的影響小，并且其電壓及電流檢測裝置可以安裝在可屏蔽電磁場干擾的能量發射導軌段的雙絞線連接段上，其信號檢測的可靠性大大提高，能更準確、可靠地判斷出機車動態運行時所在的分段導軌，其分段導軌的切換更加可靠。二、只要有機車進入或離開，相應檢測支路的阻抗就會有明顯變化，因此，本專利技術的方法不僅適用于單個機車進入或離開分段導軌的情況，也適用于多個機車進入或離開分段導軌的情況。上述的d步中的換流控制器計數器的次數閾值設置為3~5次。3~5次的重復，既能避免偶發干擾導致的誤判，也能簡單、快捷、準確的判斷出機車的進入。下面結合附圖和【具體實施方式】對本專利技術作進一步的詳細說明。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術實施例的分段導軌供電模式下實現各分段導軌間切換控制的示意圖。【具體實施方式】 實施例圖1示出，本專利技術的，其具體做法是:a、各能量發射導軌段6均通過檢測開關管2b與低功耗交流電源3連接，初始時，各能量發射導軌段6的換流控制器I控制檢測開關管2b處于導通狀態，使低功耗交流電源3向能量發射導軌段6通入小電流；同時各能量發射導軌段6的換流控制器I控制供電開關管2a斷開，使無線供電系統的高頻逆變器8同能量發射導軌段6斷開，無線供電系統各能量發射導軌段6均處于檢測工作狀態；b、由各能量發射導軌段6兩端并聯的電壓檢測裝置4檢測能量發射導軌段6的兩端電壓的當前時刻瞬時值ut，并由各能量發射導軌段6上的電流檢測裝置5實時測量能量發射導軌段6的電流的當前時刻瞬時值it，其中下標t代表當前采樣時刻的時間；C、各能量發射導軌段6的換流控制器I接收電壓檢測裝置4、電流檢測裝置5分別測得的電壓當前時刻瞬時值Ut和電流當前時刻瞬時值it，通過短時傅里葉變換算法，計算出電壓當前時刻瞬時值Ut和電流當前時刻瞬時值it的相量形式，并分別記為^和? ;換流控制器I再計算得出當前時刻的能量發射導軌段6的線阻抗Z Z' = \Ut/Tt\;記Zh為設定的能量發射導軌段6無機車駛入時的阻抗閾值，對任一能量發射導軌段6:若Zt > Zt^1且Zt>ZH，則判斷該能量發射導軌段6所在區間有機車進入的可能，換流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機車無線供電系統的分段導軌切換方法，其具體做法是：?a、各能量發射導軌段(6)均通過檢測開關管(2b)與低功耗交流電源(3)連接，初始時，各能量發射導軌段(6)的換流控制器(1)控制檢測開關管(2b)處于導通狀態，使低功耗交流電源(3)向能量發射導軌段(6)通入小電流；同時各能量發射導軌段(6)的換流控制器(1)控制供電開關管(2a)斷開，使無線供電系統的高頻逆變器(8)同能量發射導軌段(6)斷開，無線供電系統各能量發射導軌段(6)均處于檢測工作狀態；?b、由各能量發射導軌段(6)兩端并聯的電壓檢測裝置(4)檢測能量發射導軌段(6)的兩端電壓的當前時刻瞬時值ut，并由各能量發射導軌段(6)上的電流檢測裝置(5)實時測量能量發射導軌段(6)的電流的當前時刻瞬時值it，其中下標t代表當前采樣時刻的時間；?c、各能量發射導軌段(6)的換流控制器(1)接收電壓檢測裝置(4)、電流檢測裝置(5)分別測得的電壓當前時刻瞬時值ut和電流當前時刻瞬時值it，通過短時傅里葉變換算法，計算出電壓當前時刻瞬時值ut和電流當前時刻瞬時值it的相量形式，并分別記為和換流控制器(1)再計算得出當前時刻的能量發射導軌段(6)的線阻抗Zt，記ZH為設定的能量發射導軌段(6)無機車駛入時的阻抗閾值，對任一能量發射導軌段(6)：若Zt≥Zt?1且Zt>ZH，則判斷該能量發射導軌段(6)所在區間有機車進入的可能，換流控制器(1)的計數器次數加1，轉d步；若Zt≤ZH，則判斷該能量發射導軌段(6)所在區間無機車，換流控制器(1)的計數器次數置0，換流控制器(1)保持或恢復該能量發射導軌段(6)的檢測工作狀態；其中下標t?1代表前一采樣時刻的時間；?d、若在設定的時間內，換流控制器(1)的計數器的次數達到設定的次數閾值，則換流控制器(1)控制相應的檢測開關管(2b)關斷，低功耗交流電源(3)不再向該能量發射導軌段(6)供電；同時換流控制器(1)控制相應的供電開關管(2a)開通，使無線供電系統的高頻逆變器(8)與該能量發射導軌段(6)連通，無線供電系統的該能量發射導軌段(6)處于供電工作狀態；否則，換流控制器(1)不動作，無線供電系統的該能量發射導軌段(6)處于處于檢測工作狀態。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：何正友，李硯玲，黃立敏，林圣，麥瑞坤，高仕斌，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：四川;51