CN101701788B - 一种受流装置的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受流装置的定位方法，其步骤是：a、将受流装置(P)的一条供电线路(A)的始端(A₁)与供电电源的一端(U₁)相连，受流装置(P)的另一条供电线路(B)的末端(B₂)与供电电源的另一端(U₂)相连；b、用电压测量装置同时测出一条供电线路(A)上两端(A₁、A₂)的电压V₁、另一条供电线路(B)上两端(B₁、B₂)的电压V₂；c、计算得出受流装置(P)当前时刻与始端的距离L₁，

式中L为一条或另一条供电线路(A或B)的总长度。该种方法测量方便、简单，测量结果可靠，精度高，成本低，易于维护、抗干扰性能强。

Description

一种受流装置的定位方法

技术领域

本发明涉及一种受流装置的定位方法。 

背景技术

受流装置是从供电线路中获取能量并沿供电线路运动的装置。向受流装置供电的供电线路则与地面保持静止关系，受流装置受流的方式可以是接触式也可以是非接触式。通常的受流装置有：磁悬浮列车、电力机车、数控机床。 

受流装置在工作过程中，需要检测其位置。现有的检测方法有；光电感应定位、微波定位、接近传感器定位、交叉感应回线定位、GPS定位等。其中GPS定位方法成本高，且不能满足小距离的精确测距要求；而其它检测方法则必须在线路沿线每隔一定的距离布置多个传感器及相应的信号接收设备，其结构复杂，可靠性差，设备昂贵，成本高。有些传感器还需要带电工作，易受到外界环境的影响，增加了维护成本。并且传感器装置是间隔布置的，得到的位置数据是不连续的，要获得较精确的位置数据，必须以增加传感器装置的数量为代价。 

发明内容

本发明的目的就是提供一种受流位置的定位方法，该种方法测量方便、简单，测量结果可靠，精度高，成本低，易于维护、抗干扰性能强。 

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种受流装置的定位方法，其步骤是： 

a、将受流装置的一条供电线路的始端与供电电源的一端相连，受流装置的另一条供电线路的末端与供电电源的另一端相连； 

b、用电压测量装置同时测出一条供电线路上两端的电压V₁、另一条供电线 路上两端的电压V₂； 

c、计算得出受流装置当前时刻与始端的距离L₁， $L_1=\frac{V_{1}L}{V_1+V_2};$ 式中L为一条或另一条供电线路的总长度。 

本发明的工作过程和原理是： 

参见图1的本发明电气原理图，由于供电电源的一端与一条供电线路的始端相连，另一端与另一条供电线路的末端相连，因此当受流装置从供电线路上受流工作时，电流的方向为：一条供电线路的始端流向受流装置即从图中L₁的首端流向末端，再从受流装置流向另一条供电线路的末端即从图中L₂的首端流向末端。此时，受流装置与一条供电线路的末端之间的线路中无电流通过，受流装置与另一条供电线路的始端之间的线路中也无电流通过。故当前时刻一条及另一条供电线路上两端的电压V₁、V₂分别是受流装置与一条供电线路的始端与受流装置之间即L₁两端之间的电压降、受流装置与另一条供电线路的末端即L₂两端之间的电压降。根据欧姆定律 $R=\frac{V}{I},$ L₁两端的电阻R₁为： $R_1=\frac{V_1}{I},$ L₂两端的电阻R₂为： $R_2=\frac{V_1}{I}$ 再利用供电线路电阻值的计算公式 $R=\frac{\mathrm{\ρL}}{S},$ 其中ρ、S分别为供电线路的电阻率和截面积，L为线路的长度。根据这些关系，可推导出 $L_1=\frac{V_1}{V_1+V_2}(L_1+L_2).$ 其中L₁为一条供电线路的始端与受流装置之间的距离，L₁+L₂为已知的一条或另一条供电线路始端与末端间的总距离。因此，本发明通过测量某一时刻一条和另一条供电线路上两端的电压V₁、V₂，即可得到受流装置在供电线路上的位置。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

一、本发明方法仅需采用电缆将电源接在一条供电线路的始端和另一条供电线路的末端上，并采用两个电压测量装置测出二条供电线路两端的电压值即 可得出受流装置的位置。它无需在供电线路沿线布置大量的测量装置，成本低；所获取的信号不用无线传输，抗干扰性能强，可靠性高；有线连接的电压测量装置及信号处理装置可置于室内，而无需设在室外的受流装置及供电线路旁，易于维护，并且抗干扰性能也好。 

二、当采用常规的供电方法即电源两端向两条供电线路的同一端进行同位供电，则这两条供电线路流过电流的部分的长度相等，电压值也相等，无法通过两个电压值相除得到线路上有电流流过的线路部分的长度，而只能通过测试电流值及流过电流的线路长度关系，求出长度，而实时电流值将受到负载及接触状况等因素变化的影响，这使得线路长度的测试变得几乎不可能。而本发明巧妙地通过电源两端分别向一条线路的始端及另一条供电线路的末端的错位供电方式，使两条线路上电流流过的长度不等，由其电压降产生的电压值也不相等，从而将两条供电线路两端的电压值相比即可算出线路上有电流流过的线路长度，也即受电装置的位置。从而测试结果仅与受电装置的位置有关，而与受电装置的负载变化、接入性能变化及电阻率等影响电流值的因素无关，消除了这些因素对测试结果的影响，其测试结果精确、可靠。 

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

附图说明

图1是本发明实施例的电气原理示意图，图中的箭头表示电流方向。 

具体实施方式

图1示出本发明的一种具体实施方式为，一种受流装置的定位方法，其步骤是： 

a、将受流装置P的一条供电线路A的始端A₁与供电电源的一端U₁相连，受流装置P的另一条供电线路B的末端B₂与供电电源的另一端U₂相连； 

b、用电压测量装置同时测出一条供电线路A上两端A₁、A₂的电压V₁、另一条供电线路B上两端B₁、B₂的电压V₂； 

c、计算得出受流装置P当前时刻与始端的距离L₁， $L_1=\frac{V_{1}L}{V_1+V_2};$ 式中L为一条或另一条供电线路A或B的总长度。 

本发明的工作过程和原理如图1所示： 

由于供电电源的一端U₁与一条供电线路A的始端A₁相连，另一端U₂与另一条供电线路B的末端B₂相连，因此当受流装置P从供电线路上受流工作时，电流的方向(图中的箭头方向)为：一条供电线路A的始端A₁流向受流装置P即从图中L₁的首端流向末端，再从受流装置P流向另一条供电线路B的末端B₂即从图中L₂的首端流向末端。此时，受流装置P与一条供电线路A的末端A₂之间的线路中无电流通过，受流装置P与另一条供电线路B的始端B₁之间的线路中也无电流通过。故当前时刻两条供电线路A、B上A₁与A₂、B₁与B₂两端的电压V₁、V₂分别是受流装置P与一条供电线路A的始端A₁之间即L₁两端之间的电压降、受流装置P与另一条供电线路B的末端B₂即L₂两端之间的电压降。根据欧姆定律 

L₁两端的电阻R₁为： 

L₂两端的电阻R₂为： 

再利用供电线路电阻值的计算公式 

其中ρ、S分别为供电线路的电阻率和截面积，L为线路的长度。根据这些关系，可推导出 

其中L₁为一条供电线路的始端与受流装置之间的距离，L₁+L₂为已知的一条或另一条供电线路始端与末端间的总距离。因此，本发明通过测量某一时刻一条和另一条供电线路上两端的电压V₁、V₂，即可得到受流装置P与一条供电线A始端A₁的距离L₁，也即确定了受流装置P在供电线路上的位置。 

采用本例的以上方法对磁悬浮模型车进行了具体测试。磁浮模型车的供电轨总长为10m，测试结果如下表所示：。 

0.076V	0.427V	1.508m	1.5m	0.5％
					0.097V	0.410V	1.910m	2m	4.5％
0.127V	0.378V	2.513m	2.5m	0.5％
					0.147V	0.359V	2.915m	3m	2.8％
0.178V	0.328V	3.519m	3.5m	0.5％
					0.203V	0.301V	4.021m	4m	0.5％
0.254V	0.251V	5.027m	5m	0.5％
					0.300V	0.206V	5.931m	6m	1.1％
0.352V	0.155V	6.937m	7m	0.9％
					0.407V	0.099V	8.043m	8m	0.5％
0.452V	0.053V	8.947m	9m	0.6％
					0.504V	0.002V	9.954m	10m	0.5％

由表可见，本发明的测试精度高、准确，可用于受电装置的测试定位。 

Claims (1)

1.一种受流装置的定位方法，其步骤是：

a、将受流装置(P)的一条供电线路(A)的始端(A₁)与供电电源的一端(U₁)相连，受流装置(P)的另一条供电线路(B)的末端(B₂)与供电电源的另一端(U₂)相连；

b、用电压测量装置同时测出一条供电线路(A)上两端(A₁、A₂)的电压V₁、另一条供电线路(B)上两端(B₁、B₂)的电压V₂；

c、计算得出受流装置(P)当前时刻与始端的距离L₁， $L_1=\frac{V_{1}L}{V_1+V_2};$ 式中L为一条或另一条供电线路(A或B)的总长度。

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