技术领域 本发明属于电力控制技术领域， 涉及一种机车过分相自动控制方法和系 统、 整流器以及控制器。 背景技术

在电力牵引的铁路线上， 接触网要向电力机车提供单相交流电， 并通过 与接触网相连的整流器进行整流， 再通过逆变器进行电流逆变为机车供电， 但是国家电力系统提供的电力是三相交流电， 这样就会造成三相负荷不平衡， 发电机会产生负序分量， 对整个系统是不利的， 严重情况下发电机或系统中 的不对称过负荷保护会动作， 所以为了避免单相负荷对电网的不利因素， 电 气化铁路的接触网经过一段就会换相， 也就是说一段区间用 A相电， 一段区 间用 B相电， 一段区间用 C相电， 因此， 接触网就划分为一个个不同的分相 段， 所以三相负荷就比较平衡了， 而不是只用一相电。

接触网互相连接的两个分相段由不同的两相供 电， 为防止相间短路， 各 相间用空气或绝缘物分割， 称为电分相， 假设机车从 A相电换到 B相电， 称 为通过分相区， 简称过分相。 机车在过分相时， 如果带着很大的负荷通过绝 缘区， 会造成带电闯分相事故， 具体包括： 相间短路， 受电弓会被电弧烧坏， 设备经过带电 -停电 -带电容易受冲击， 变压器容易过电压造成绝缘损坏等， 所以在过分相之前， 断开机车的主断路器使机车与接触网断电， 然后就可以 安全过分相了， 过了分相再合上主断路器， 然后启动。

目前， 我国绝大部分线路采用的是车上人工转换法， 具体地， 当机车驶 近分相区时， 控制器获取由安装于分相区之外钢轨附近的磁 铁感应器发出的 断开信号传送给控制台， 司机需要在几分钟时间内完成控制手柄退级、 关闭 辅助机组、 断开主断路器的操作， 当机车驶出分相区时， 控制器获取由磁铁 感应器发出的恢复信号传送给控制台， 司机需要合上主断路器、 开启辅助机 组、控制手柄逐步进级等一系列操作。 这种人工转换法不仅司机劳动强度大， 而且通过分相区时间长， 机车速度下降多， 司机稍不留神， 就会带电通过分 相区， 造成带电闯分相事故。 发明内容 针对现有技术的上述缺陷， 本发明实施例提供一种机车过分相自动控制 方法和系统、 整流器以及控制器。

本发明实施例提供一种机车过分相自动控制方 法， 包括：

整流器在获取控制器发送的过分相开始信号后 ， 进行停机操作使机车与 接触网断电， 并向所述控制器返回过分相准备信号；

所述整流器在获取所述控制器发送的过分相结 束信号后， 进行所述整流 器启动操作使所述接触网为所述机车供电， 并向所述控制器返回过分相恢复 信号。

本发明实施例提供一种机车过分相自动控制方 法， 包括：

控制器在通过磁铁感应器获取断开信号后， 向整流器发送过分相开始信 号以供所述整流器在获取所述过分相开始信号 后进行停机操作， 并接收所述 整流器返回的过分相准备信号；

所述控制器在通过磁铁感应器获取恢复信号后 ， 向所述整流器发送过分 相结束信号以供所述整流器在获取所述过分相 结束信号后进行启动操作， 并 接收所述整流器返回的过分相恢复信号。

本发明实施例提供一种整流器， 包括：

第一获取模块， 用于获取控制器发送的过分相开始信号和过分 相结束信 号；

控制模块， 用于在所述第一获取模块获取所述过分相开始 信号后， 进行 整流器停机操作使机车与接触网断电，并向所 述控制器返回过分相准备信号； 在所述第一获取模块获取所述过分相结束信号 后， 进行整流器启动操作使所 述接触网为所述机车供电， 并向所述控制器返回过分相恢复信号。

本发明实施例提供一种控制器， 包括：

第二获取模块， 用于通过磁铁感应器获取断开信号和恢复信号 ； 处理模块， 用于在获取所述断开信号后， 向整流器发送过分相开始信号 以供所述整流器在获取所述过分相开始信号后 进行停机操作， 并接收所述整 流器返回的过分相准备信号； 在获取所述恢复信号后， 向所述整流器发送过 分相结束信号以供所述整流器在获取所述过分 相结束信号后进行启动操作， 并接收所述整流器返回的过分相恢复信号。

本发明实施例提供一种机车过分相自动控制系 统， 包括： 接触网、 位于 钢轨上的磁铁感应器和机车， 所述机车包括设备主体， 还包括上述的整流器 和控制器。

本发明实施例提供的机车过分相自动控制方法 和系统、 整流器以及控制 器， 通过控制器向与接触网相连的整流器发送过分 相开始信号， 整流器进行 停机操作使机车与接触网断电， 并向控制器返回过分相准备信号； 当控制器 向整流器发送过分相结束信号， 整流器进行启动操作使接触网为机车重新供 电， 并向控制器返回过分相恢复信号。 实现了在机车准备过分相区时， 能够 自动控制机车平稳、 安全的通过分相区， 减少机车带电闯分相的事故。 附图说明 图 1为本发明机车过分相自动控制方法一个实施� �的流程图；

图 2为本发明机车过分相自动控制方法另一实施� �的流程图；

图 3为本发明机车过分相自动控制方法又一实施� �的流程图；

图 4为本发明机车过分相自动控制方法再一实施� �的流程图；

图 5为本发明整流器一个实施例的结构示意图；

图 6为本发明整流器另一实施例的结构示意图；

图 7为本发明控制器一个实施例的结构示意图；

图 8为本发明机车过分相自动控制系统一个实施� �的结构示意图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 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， 都属于本发明保护的范围。

图 1为本发明机车过分相自动控制方法一个实施� �的流程图， 如图 1所 示， 该方法包括： 步骤 100 , 整流器在获取控制器发送的过分相开始信号后 ， 进行停机操 作使机车与接触网断电， 并向所述控制器返回过分相准备信号；

目前， 在电力机车驶进分相区之前和驶出分相区之后 的铁路钢轨上都安 装了磁铁感应器， 假设机车从 A相区向 B相区行驶需要通过分相区， 当机车 从 A相区驶来在进入分相区之前触碰到安装在钢� �上的磁铁感应器， 机车内 的控制器通过与磁铁感应器的碰触会接收到断 开信号， 根据断开信号控制器 获知机车即将进入分相区，则向与接触网相连 的整流器发送过分相开始信号， 从而整流器获取到过分相开始信号， 并对整流器上的相关元器件设备进行操 作控制整流器停机使机车与接触网断电， 可以理解的是， 由于不同机车上具 体配备的整流器的种类不同， 比如脉冲宽度调制（Pul se Width Modulat ion, PWM)整流器、 半导体整流器等， 具体的控制模式也可以不同， 要根据具体的 应用情况对整流器上的相关元器件设备进行停 机操作， 当整流器停机后向控 制器返回过分相准备信号， 即整流器已经与接触网断电可以通过分相区。

步骤 101 , 所述整流器在获取所述控制器发送的过分相结 束信号后， 进 行所述整流器启动操作使所述接触网为所述机 车供电， 并向所述控制器返回 过分相恢复信号。

当机车靠惯性通过分相区之后触碰到安装在钢 轨上的磁铁感应器， 车内 的控制器通过与磁铁感应器的碰触会接收到恢 复信号， 根据恢复信号控制器 获知机车已经驶出分相区，则向与接触网相连 的整流器发送过分相结束信号 , 从而整流器获取到过分相结束信号， 并对整流器上的相关元器件设备进行操 作控制整流器重新启动使接触网为机车继续供 电 , 当整流器启动后向控制器 返回过分相恢复信号， 即接触网为机车继续供电。

本实施例提供的机车过分相自动控制方法， 通过控制器向与接触网相连 的整流器发送过分相开始信号， 整流器进行停机操作使机车与接触网断电， 并向控制器返回过分相准备信号； 当控制器向整流器发送过分相结束信号， 整流器进行启动操作使接触网为机车重新供电 ， 并向控制器返回过分相恢复 信号， 实现了在机车准备过分相区时， 能够自动控制机车平稳、 安全的通过 分相区， 减少机车带电闯分相的事故。

图 2为本发明机车过分相自动控制方法另一实施� �的流程图， 如图 1所 示， 该方法包括： 步骤 200 , 整流器在获取控制器发送的过分相开始信号后 ， 启动计时模 块进行计时；

在机车通过分相区之前， 机车内的控制器通过与磁铁感应器的碰触会接 收到断开信号， 根据断开信号控制器获知机车即将进入分相区 ， 此时， 控制 器除了向与接触网相连的整流器发送过分相开 始信号之外， 还同时向与整流 器相连的逆变器发送过分相开始信号。

当整流器获取到过分相开始信号后不进行相关 操作 , 而是先启动计时模 块开始计时， 具体地， 整流器内设置有计时模块， 计时模块包括计时器或者 其他具有延时功能的设备， 根据具体的应用场景预先在计时模块上设置了 整 流器的延时时间， 其中， 具体的延时时间与不同的铁路线， 磁铁感应器与分 相区的距离等因素相关， 也就是说， 如果整流器在延时时刻之后还不进行相 关操作控制整流器停机， 与接触网断电， 就会带电通过分相区， 造成带电闯 分相事故。

步骤 201 , 整流器判断在到达预设的延时时刻之前， 是否获取逆变器停 机信号， 若是， 则执行步骤 202 , 否则， 执行步骤 203 ;

整流器启动计时模块后， 需要在到达预设的延时时刻之前， 判断是否获 取到逆变器停机信号。 其中， 逆变器停机信号是当逆变器获取控制器或者整 流器发送的过分相开始信号后 , 立即对逆变器中的相关元器件进行操作控制 逆变器停机， 当逆变器停机后， 可以通过控制器向整流器转发逆变器停机信 号， 也可以将逆变器停机信号直接发送给整流器， 具体的实现方式根据情况 而设定， 本实施例不做限制。 由于逆变器需要经过一段时间才能完全停机， 完全停机后才能向整流器或者控制器返回逆变 器停机信号。 因此， 若整流器 在到达预设的延时时刻之前获取逆变器停机信 号， 则执行步骤 202 ; 若到达 预设的延时时刻还未获取逆变器停机信号， 则执行步骤 203。

步骤 202 , 整流器若在到达预设的延时时刻之前获取逆变 器停机信号， 则立即控制整流器停机使机车与接触网断电， 并向所述控制器返回过分相准 备信号。

若整流器在到达预设的延时时刻之前获取到逆 变器或者控制器发送的逆 变器停机信号 , 则不管是否到达预设的延时时刻立即控制整流 器停机使机车 与接触网断电， 当整流器停机后向控制器返回过分相准备信号 ， 即整流器已 经与接触网断电可以通过分相区。 由于逆变器与车内^艮多用电设备相连， 当 逆变器完全停机后整流器才进行停机， 不会对机车内的设备造成很大的电流 冲击， 更加保证了机车的安全。

步骤 203 , 整流器若到达预设的延时时刻还未获取所述逆 变器停机信号, 则控制整流器停机使机车与接触网断电， 并向所述控制器返回过分相准备信 号。

若整流器在到达预设的延时时刻还未获取到逆 变器或者控制器发送的逆 变器停机信号， 不再等待逆变器停机信号， 而是控制整流器停机使机车与接 触网断电， 当整流器停机后向控制器返回过分相准备信号 ， 即整流器已经与 接触网断电可以通过分相区。 此时， 逆变器可能还没有完全停机， 虽然可能 会造成一些电流冲击， 但是整流器必须在预设的延时时刻进行相关操 作控制 整流器停机， 保证机车通过分相区时与接触网断开。

步骤 204 , 整流器在获取所述控制器发送的过分相结束信 号后， 进行启 动操作使所述接触网为所述机车供电 ,并向所述控制器返回过分相恢复信号。

当机车靠惯性通过分相区之后触碰到安装在钢 轨上的磁铁感应器， 车内 的控制器通过与磁铁感应器的碰触会接收到恢 复信号， 根据恢复信号控制器 获知机车已经驶出分相区， 则向整流器发送过分相结束信号。 当整流器获取 到过分相结束信号， 对整流器上的相关元器件设备进行操作控制整 流器重新 启动使接触网为机车继续供电， 当整流器启动后向控制器返回过分相恢复信 号， 即接触网为机车继续供电。 逆变器可以接收整流器或者控制器发送的过 分相结束信号， 对逆变器上的相关元器件进行操作使逆变器重 新启动， 对整 流器输出的直流电进行逆变， 向与逆变器相连的车内设备输出符合要求的交 流电。

本实施例提供的机车过分相自动控制方法， 控制器向与接触网相连的整 流器以及与整流器相连的逆变器发送过分相开 始信号， 整流器启动计时模块 进行计时， 若在预设的延时时刻之前获取到逆变器停机信 号， 则立即控制整 流器停机使机车与接触网断电， 并向控制器返回过分相准备信号； 当控制器 向整流器和逆变器发送过分相结束信号， 整流器进行启动操作使接触网为机 车重新供电， 并向控制器返回过分相恢复信号， 实现了在机车准备过分相区 时， 能够自动控制机车更加平稳、 安全的通过分相区， 进一步地减少机车带 电闯分相的事故。

图 3为本发明机车过分相自动控制方法又一实施� �的流程图， 如图 3所 示， 该方法包括：

步骤 300 , 控制器在通过磁铁感应器获取断开信号后， 向整流器发送过 分相开始信号以供所述整流器在获取所述过分 相开始信号后进行停机操作， 并接收所述整流器返回的过分相准备信号；

步骤 301 , 控制器在通过磁铁感应器获取恢复信号后， 向所述整流器发 送过分相结束信号以供所述整流器在获取所述 过分相结束信号后进行启动操 作， 并接收所述整流器返回的过分相恢复信号。

本实施例提供的机车过分相自动控制方法的处 理流程， 可以参见上述图

1所示的实施例， 其实现原理和技术效果类似， 此处不再赘述。

图 4为本发明机车过分相自动控制方法再一实施� �的流程图， 如图 4所 示， 该方法包括：

步骤 400 , 控制器在通过磁铁感应器获取断开信号后， 向整流器发送过 分相开始信号；

步骤 401 , 控制器若在预设的时间内没有接收所述整流器 返回的过分相 准备信号， 则向控制台发送所述过分相开始信号， 供司机进行人工转换使机 车与接触网断电， 并接收所述控制台返回的过分相准备信号；

步骤 402 , 控制器在获取所述恢复信号后， 向所述控制台发送所述过分 相结束信号， 供司机进行人工转换使所述接触网为所述机车 供电， 并接收所 述控制台返回的过分相恢复信号。

本实施例提供的机车过分相自动控制方法， 控制器获取断开信号并向与 接触网相连的整流器发送过分相开始信号， 若控制器在预设的时间内没有收 到整流器返回的过分相准备信号， 则将过分相开始信号和过分相结束信号都 发送至控制台转换为人工模式操作， 实现了在机车通过分相区时， 若自动控 制出现故障， 可以转换为人工控制模式， 确保列车安全通过分相区， 更进一 步地减少机车带电闯分相的事故。

本领域普通技术人员可以理解： 实现上述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， 执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述 的存储介质包括： R0M、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质 。 图 5为本发明整流器一个实施例的结构示意图， 如图 5所示， 该整流器 包括：第一获 莫块 11和控制模块 12 , 其中， 第一获 莫块 11用于获取控 制器发送的过分相开始信号和过分相结束信号 ；控制模块 12用于在第一获取 模块 11获取过分相开始信号后， 进行整流器停机操作使机车与接触网断电， 并向控制器返回过分相准备信号； 在第一获取模块 11 获取过分相结束信号 后， 进行整流器启动操作使接触网为机车供电， 并向控制器返回过分相恢复 信号。

本实施例提供的整流器中各模块的功能和处理 流程， 可以参见上述图 1 所示的方法实施例， 其实现原理和技术效果类似， 此处不再赘述。

图 6为本发明整流器另一实施例的结构示意图， 如图 6所示， 基于图 5 所示的实施例， 该整流器还包括：计时模块 1 3 , 用于在第一获取模块 11获取 控制器发送的过分相开始信号后开始计时；控 制模块 12还用于若在到达预设 的延时时刻之前获取逆变器停机信号， 立即进行整流器停机操作使机车与接 触网断电， 并向控制器返回过分相准备信号， 其中， 逆变器停机信号是逆变 器在获取整流器或控制器发送的过分相开始信 号后， 进行逆变器停机操作后 所发送的。

进一步地，控制模块 12还用于若在到达预设的延时时刻还未获取逆� ��器 停机信号， 进行整流器停机操作使机车与接触网断电， 并向控制器返回过分 相准备信号。

本实施例提供的整流器中各模块的功能和处理 流程， 可以参见上述图 2 所示的方法实施例， 其实现原理和技术效果类似， 此处不再赘述。

图 Ί为本发明控制器一个实施例的结构示意图， 如图 7所示， 该控制器 包括： 第二获取模块 21和处理模块 22 , 其中， 第二获取模块 21用于通过磁 铁感应器获取断开信号和恢复信号；处理模块 22用于在获取断开信号后向整 流器发送过分相开始信号以供所述整流器在获 取所述过分相开始信号后进行 停机操作， 并接收整流器返回的过分相准备信号； 在获取所述恢复信号后向 整流器发送过分相结束信号以供所述整流器在 获取所述过分相结束信号后进 行启动操作 , 并接收整流器返回的过分相恢复信号。

本实施例提供的控制器中各模块的功能和处理 流程， 可以参见上述图 1 所示的方法实施例， 其实现原理和技术效果类似， 此处不再赘述。 进一步地，处理模块 22还用于若在预设的时间内没有接收整流器返� ��的 过分相准备信号， 则向控制台发送过分相开始信号， 供司机进行人工转换使 机车与接触网断电， 并接收控制台返回的过分相准备信号， 在获取恢复信号 后， 向控制台发送过分相结束信号， 供司机进行人工转换使接触网为机车供 电， 并接收控制台返回的过分相恢复信号。

本实施例提供的控制器中各模块的功能和处理 流程， 可以参见上述图 4 所示的方法实施例， 其实现原理和技术效果类似， 此处不再赘述。

图 8为本发明机车过分相自动控制系统一个实施� �的结构示意图， 如图 8所示， 该系统包括： 接触网 1、 位于钢轨上的磁铁感应器 2和机车 3 , 所述 机车 3包括设备主体 31 , 还包括整流器 32和控制器 33 , 其中， 设备主体 31 包括了本发明上述方法和装置实施例中提到的 逆变器、 控制台， 需要说明的 是， 本实施例并不限定该设备主体 31具体包括了哪些单元和部件， 本实施例 仅针对改进点所需的单元进行描述。 其中， 整流器 32和控制器 33可以为本 发明实施例提供的整流器和控制器， 本实施例提供的机车过分相自动控制系 统中各装置的功能和处理流程， 可以参见上述方法和装置实施例， 其实现原 理和技术效果类似， 此处不再赘述。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其 限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 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发明各实施例技术方案的 精神和范围。