CN205791536U - 载波移相系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种载波移相系统，载波移相系统包括：至少两个能馈式牵引供电装置和电网，至少两个能馈式牵引供电装置分别与所述电网连接。通过能馈式牵引供电装置检测到电网电压特征点时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为对应的相位预设值。本实用新型提供的载波移相系统，不需要供电系统额外设置用来传输同步信号的硬线，从而，降低了供电系统的成本。

Description

载波移相系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术，尤其涉及一种载波移相系统。

背景技术

能馈式牵引供电装置多应用于轨道交通牵引供电系统中实现对列车制动能量的利用。能馈式牵引供电装置能够辅助供电系统进行牵引供电，还能够对外部交流电网进行电流补偿。但是，当系统中存在多个能馈式牵引供电装置时，多个能馈式牵引供电装置叠加的电流谐波对电网的质量造成影响。

现有技术中，通过硬线传输移相所需同步信号，借助载波移相技术实现能馈式牵引供电装置之间的电流谐波对消，以减小叠加的电流谐波对外部交流电网的影响。

采用现有的技术，供电系统需要额外设置用来传输同步信号的硬线，供电系统成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种载波移相系统，不需要供电系统额外设置用来传输同步信号的硬线，降低了供电系统的成本。

本实用新型提供一种载波移相系统，包括：

至少两个能馈式牵引供电装置和电网，所述至少两个能馈式牵引供电装置分别与所述电网连接；

其中，所述至少两个能馈式牵引供电装置分别检测所述电网的电压特征点；

所述能馈式牵引供电装置，用于在检测到所述电压特征点时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为所述能馈式牵引供电装置对应的相位预设值。

在本实用新型一实施例中，所述电压特征点为电网电压过零点。

在本实用新型上述实施例中，还包括：

能馈式牵引供电装置控制系统，所述能馈式牵引供电装置控制系统与所述至少两个能馈式牵引供电装置连接，所述能馈式牵引供电装置控制系统通过检测在线运行的能馈式牵引供电装置的数量，确定所述能馈式牵引供电装置之间所需移相的角度。

所述能馈式牵引供电装置，还用于根据所述能馈式牵引供电装置在能馈式牵引供电装置组中的顺序，确定所述能馈式牵引供电装置对应的相位预设值。

所述能馈式牵引供电装置，还用于根据所述能馈式牵引供电装置的载波的相位值和所述能馈式牵引供电装置对应的相位预设值的误差值，调整所述能馈式牵引供电装置的载波的频率。

本实用新型提供一种载波移相系统，载波移相系统包括：至少两个能馈式牵引供电装置和电网，至少两个能馈式牵引供电装置分别与所述电网连接。通过能馈式牵引供电装置检测电网的网压为预设网压时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为对应的相位预设值。本实用新型提供的载波移相系统，不需要供电系统额外设置用来传输同步信号的硬线，从而，降低了供电系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型载波移相系统实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型载波移相系统实施例一能馈式牵引供电装置检测电网电压过零点方式的示意图；

图3为本实用新型载波移相系统实施例二的结构示意图；

图4是本实用新型载波移相系统能馈式牵引供电装置载波相位位置判断方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型载波移相系统实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的载波移相系统包括：电网1和至少两个能馈式牵引供电装置2。其中，能馈式牵引供电装置2将列车制动的动能转化成交流电，并接入电网1，对电网1进行无功补偿，以提高电网1的功率因数。U为电网1的网压，载波移相系统中的所有能馈式牵引供电装置2均与电网1连接。由于载波移相系统中的所有能馈式牵引供电装置2均与电网1连接，因此所有能馈式牵引供电装置2能够同时检测到电网1的变化。

具体地，载波移相系统中包含至少两个能馈式牵引供电装置2。具体针对每一个能馈式牵引供电装置2，能馈式牵引供电装置2检测电网1的网压，当能馈式牵引供电装置2检测到电网1的网压达到电压特征点时，能馈式牵引供电装置2将各自的载波相位值调整为相位预设值。其中，能馈式牵引供电装置2的相位预设值可以通过载波移相系统分配或能馈式牵引供电装置2根据规则计算得到，不同能馈式牵引供电装置2的相位预设值可以不同或相同。其中，电压特征点可以是电网1峰值、谷值或一固定数值的网压。

可选地，载波移相系统中包含至少两个能馈式牵引供电装置2的数量发生变化时，重新调整每个能馈式牵引供电装置2的相位预设值。

本实施例的一种可能的实现方式为，例如，载波移相系统内各个能馈式牵引供电装置2的载波需要移相的相位角根据：分别计算得到，其中，N为载波移相系统中包含的能馈式牵引供电装置2的个数；载波移相系统的电压特征点设为电网1的峰值网压。假设载波移相系统中包含四个能馈式牵引供电装置2，依次分别为能馈式牵引供电装置A、能馈式牵引供电装置B、能馈式牵引供电装置C和能馈式牵引供电装置D，四个能馈式牵引装置均与电网连接。根据上述规则，能馈式牵引供电装置A的载波需要移相的相位角为0°，能馈式牵引供电装置B的载波需要移相的相位角为90°，能馈式牵引供电装置C的载波需要移相的相位角为180°，能馈式牵引供电装置D的载波需要移相的相位角为270°。

则四个能馈式牵引供电装置均检测电网1上的网压，当四个能馈式牵引供电装置同时检测到电网1的网压位于网压过零点时，能馈式牵引供电装置A将其载波的相位角设置为0°，能馈式牵引供电装置B将其载波的相位角设置为90°，能馈式牵引供电装置C将其载波的相位角设置为180°，能馈式牵引供电装置D将其载波的相位角设置为270°。由于电网频率不稳定导致网压的误差和各能馈式牵引供电装置控制系统的差异，使得每次电网1的网压达到网压过零点时，四个能馈式牵引供电装置的载波的相位都会与各自需要移相的相位角0°、90°、180°和270°存在误差，则能馈式牵引供电装置A、能馈式牵引供电装置B、能馈式牵引供电装置C和能馈式牵引供电装置D在每一次电网的网压达到网压过零点时，调整各自的载波的相位角，使得各能馈式牵引供电装置的载波的相位角相对于电网电压过零点时始终保持恒定，并依次为0°、90°、180°和270°

本实施例，通过能馈式牵引供电装置检测电网的网压为电压特征点时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为对应的相位预设值。以电网的网压达到预设值为移相的同步标准，从而不需要供电系统额外设置硬线传输同步信号作为移相的同步标准，进而降低了供电系统的成本，同时由于传统的硬线传输方式使设备间的距离受到限制，距离太远则会造成同步不准确，本实施例的应用还提高了载波移相控制的准确度。

可选地，在上述实施例中，预设网压为电网1的零点网压，电网1的电压值U＝0。

具体地，当能馈式牵引供电装置2检测到电网1的网压过零点，即电网1的网压达到零点网压时，能馈式牵引供电装置2将载波相位值调整为相位预设值。

图2为本实用新型载波移相系统能馈式牵引供电装置检测电网电压过零点方式的示意图。如图2所示，本实用新型一种可能的实现方式为，U为电网1的网压，E为能馈式牵引供电装置2根据电网1的网压的正弦波形实时产生与网压同相位同频率的方波信号，利用数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)的捕获功能，可以捕获方波信号的上升沿或下降沿，并产生中断信号作为移相的同步标准。

可选地，在上述各实施例中，每个能馈式牵引供电装置2根据其在能馈式牵引供电装置组中的顺序，确定对应的相位预设值。

具体地，载波移相系统中包含的至少两个能馈式牵引供电装置2同时连接在电网1上，每个能馈式牵引供电装置2可以得到位于所有能馈式牵引供电装置组成的整个能馈式牵引供电装置组中的顺序。

一种可能的实现方式为：所有能馈式牵引供电装置2之间通过硬线进行连接，并互相交换状态，每个能馈式牵引供电装置2获得所有其他能馈式牵引供电装置2的状态，以此获得该能馈式牵引供电装置2在整个能馈式牵引供电装置组中的顺序，从而根据得到的顺序确定该能馈式牵引供电装置2对应的相位预设值。

图3为本实用新型载波移相系统实施例二的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的载波移相系统包括：电网1、至少两个能馈式牵引供电装置2和能馈式牵引供电装置控制系统3，载波移相系统中的每个能馈式牵引供电装置2均与电网1连接，能馈式牵引供电装置控制系统3与至少两个能馈式牵引供电装置2连接。其中，U为电网1的网压。能馈式牵引供电装置2将列车制动的动能转化成交流电，并接入电网1，对电网1进行无功补偿，以提高电网1的功率因数。能馈式牵引供电装置控制系统3用于根据能馈式牵引供电装置2的数量，确定能馈式牵引供电装置2之间所需移相的角度，即确定每个能馈式牵引供电装置2对应的相位预设值；并将相位预设值分别发送给所对应的能馈式牵引供电装置2。由于载波移相系统中的所有能馈式牵引供电装置2均与电网1连接，因此所有能馈式牵引供电装置2能够同时检测到电网1的变化。

具体地，载波移相系统中包含至少两个能馈式牵引供电装置2。具体针对每一个能馈式牵引供电装置2，能馈式牵引供电装置2检测电网1的网压，当能馈式牵引供电装置2检测到电网1的网压达到电压特征点时，能馈式牵引供电装置2将各自的载波相位值调整为相位预设值。其中，能馈式牵引供电装置控制系统3确定能馈式牵引供电装置2的相位预设值，并将相位预设值发送至该能馈式牵引供电装置2。不同能馈式牵引供电装置2的相位预设值可以不同或相同。其中，电压特征点可以是电网1峰值、谷值、过零点或一固定数值的网压。

可选地，载波移相系统中能馈式牵引供电装置2的数量发生变化时，重新调整每个能馈式牵引供电装置2的相位预设值。具体地，能馈式牵引供电装置控制系统3检测载波移相系统中的能馈式牵引供电装置2的数量发生变化，则重新确定每个能馈式牵引供电装置2的相位预设值，并将相位预设值分别发送给所对应的能馈式牵引供电装置2。

本实施例的一种可能的实现方式为，例如，假设载波移相系统中包含四个能馈式牵引供电装置2，四个能馈式牵引装置2均与电网1连接。能馈式牵引供电装置控制系统3根据能馈式牵引供电装置的个数，依次将四个并列的能馈式牵引供电装置2命名为能馈式牵引供电装置A、能馈式牵引供电装置B、能馈式牵引供电装置C和能馈式牵引供电装置D，并依次分配能馈式牵引供电装置A的载波需要移相的相位角为0°，能馈式牵引供电装置B的载波需要移相的相位角为90°，能馈式牵引供电装置C的载波需要移相的相位角为180°，能馈式牵引供电装置D的载波需要移相的相位角为270°。

则四个能馈式牵引供电装置均检测电网1上的网压，当四个能馈式牵引供电装置同时检测到电网1的网压为零点网压时，能馈式牵引供电装置A将其载波的相位角设置为0°，能馈式牵引供电装置B将其载波的相位角设置为90°，能馈式牵引供电装置C将其载波的相位角设置为180°，能馈式牵引供电装置D将其载波的相位角设置为270°。能馈式牵引供电装置A、能馈式牵引供电装置B、能馈式牵引供电装置C和能馈式牵引供电装置D在每一次电网1的网压达到峰值网压时，都根据能馈式牵引供电装置控制系统3指定的相位预设值，调整各自的载波的相位角，使得各能馈式牵引供电装置的载波的相位角相对于电网1电压峰值网压时始终保持恒定，并依次为0°、90°、180°和270°

本实施例，通过能馈式牵引供电装置检测电网的网压为电压特征点时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为对应的相位预设值，其中相位预设值由能馈式牵引供电装置控制系统确定。本实施例的载波移相系统以电网的网压达到电压特征点为载波移相的同步标准，从而不需要供电系统额外设置硬线传输同步信号作为移相的同步标准，进而降低了供电系统的成本，同时由于传统的硬线传输方式使设备间的距离受到限制，距离太远则会造成同步不准确，本实施例的应用还提高了载波移相控制的准确度。

在上述实施例中，进一步地，对于每一个能馈式牵引供电装置2，能馈式牵引供电装置2通过能馈式牵引供电装置的载波的相位值和能馈式牵引供电装置2对应的相位预设值的误差值，调整载波的频率，从而将能馈式牵引供电装置2的载波的相位值调整为对应的相位预设值。

一种可能的实现方式为：能馈式牵引供电装置2在检测到电网1的网压达到预设网压时，调整载波的频率，将能馈式牵引供电装置2的载波的相位值调整为对应的相位预设值。由于电网的频率不稳定导致网压的误差和各能馈式牵引供电装置2载波频率的误差，每次电网的网压达到电压特征点时，能馈式牵引供电装置2的载波的相位都会发生变化。

例如：图4是本实用新型载波移相系统中能馈式牵引供电装置载波相位位置判断方式的示意图。如图4所示，以三角载波为例，图中所示的一能馈式牵引供电装置2载波的预设相位值为0°，即图中401所示的载波，在能馈式牵引供电装置2检测到电网1的网压达到电压特征点的时刻T，该能馈式牵引供电装置2载波的相位角位于预设相位值0°处。由于电网1的频率不稳定导致网压的误差和各能馈式牵引供电装置载波频率的误差，该能馈式牵引供电装置2的载波的相位与相位预设值0°存在一定误差。如图中402所示的载波，在能馈式牵引供电装置检测到网压达到电压特征点的时刻T，该能馈式牵引供电装置2载波的相位还未到到达0°，相位滞后，即载波频率偏小，应增加载波频率；如图中403所示的载波，在能馈式牵引供电装置2检测到网压达到电压特征点的时刻T，该能馈式牵引供电装置2载波的相位超过了0°，相位超前，即载波频率偏大，应减小载波频率。最后应说明的是：图4所示的本实用新型载波移相系统中能馈式牵引供电装置载波相位位置判断方式的示意图，载波的误差均在一个载波周期内展示，但并不限于此，当载波的误差大于一个载波周期时，仍可通过载波计数等方式检测出相位超前或滞后的程度。

一种可能的实现方式为，例如，能馈式牵引供电装置2包括DSP计数模块，用于对能馈式牵引供电装置2的载波进行计数。能馈式牵引供电装置检2测电网1电压特征点为零点网压。假设载波的频率为1kHz，电网1的网压的频率为50Hz。若能馈式牵引供电装置2在检测到网压为零点的时刻载波相位滞后，则说明载波频率偏小，需要增加载波的频率，并根据DSP计数模块的计数值误差x，减小载波的周期，由于根据载波的频率和电网1的网压的频率得到每次检测到网压为零点网压之间共有20个三角载波，故将所需调节的计数值误差平均分至每个载波进行调节，即载波的DSP计数值周期减小x/20。若能馈式牵引供电装置在检测到网压为零点的时刻载波相位超前，则说明载波频率偏大，需要减小载波的频率，并根据DSP计数模块的计数值误差x，增大载波的周期，由于根据载波的频率和电网的网压的频率得到每次检测到网压为零点网压之间共有20个三角载波，故将所需调节的计数值误差平均分至每个载波进行调节，即载波的DSP计数值周期增大x/20。

本实施例，通过能馈式牵引供电装置检测电网的网压为电压特征点时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为对应的相位预设值，其中，通过调整载波的频率实现相位的调整。本实施例的载波移相系统以电网的网压达到电压特征点为载波移相的同步标准，从而不需要供电系统额外设置硬线传输同步信号作为移相的同步标准；并且避免在同步相位的时刻强制设定载波的相位带来的载波相位突变，从而保证了载波的正常调制不受影响，同时由于传统的硬线传输方式使设备间的距离受到限制，距离太远则会造成同步不准确，本实施例的应用还提高了载波移相控制的准确度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种载波移相系统，其特征在于，包括：

至少两个能馈式牵引供电装置和电网，所述至少两个能馈式牵引供电装置分别与所述电网连接；

其中，所述至少两个能馈式牵引供电装置分别检测所述电网的电压特征点；

所述能馈式牵引供电装置，用于在检测到所述电网电压特征点时，调整能馈式牵引供电装置的载波的相位值为所述能馈式牵引供电装置对应的相位预设值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压特征点为电网电压过零点。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括：

能馈式牵引供电装置控制系统，所述能馈式牵引供电装置控制系统与所述至少两个能馈式牵引供电装置连接，所述能馈式牵引供电装置控制系统通过检测在线运行的能馈式牵引供电装置的数量，确定所述能馈式牵引供电装置之间所需移相的角度。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述能馈式牵引供电装置，还用于根据所述能馈式牵引供电装置在能馈式牵引供电装置组中的顺序，确定所述能馈式牵引供电装置对应的相位预设值。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述能馈式牵引供电装置，还用于根据所述能馈式牵引供电装置的载波的相位值和所述能馈式牵引供电装置对应的相位预设值的误差值，调整所述能馈式牵引供电装置的载波的频率。