一種dc600v列車供電電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及列車供電領(lǐng)域，尤其涉及一種DC600V列車供電電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]DC600V列車供電電源，作為取代發(fā)電車的客車供電設(shè)備已經(jīng)在傳統(tǒng)直流機(jī)車上大量運(yùn)用，在和諧機(jī)車HXD1B、HXD3C等車型。目前所有的列車供電電源仍然是采用傳統(tǒng)的晶閘管整流技術(shù)，不同型號(hào)之間僅僅是進(jìn)行局部的工藝升級(jí)。
[0003]對(duì)于常用的2*400KW的結(jié)構(gòu)，即一臺(tái)機(jī)車兩個(gè)400KW的列車供電電源機(jī)柜各自獨(dú)立供電，兩個(gè)機(jī)柜不進(jìn)行并聯(lián)，一旦一個(gè)機(jī)柜損壞，整個(gè)列車供電系統(tǒng)損失的功率為50%，由于整車的負(fù)載為800kW，需要將負(fù)載減半，才可以滿足單個(gè)機(jī)柜的工作，列車供電系統(tǒng)的冗余度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種高冗余度的DC600V列車供電電源系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[000?] —種DC600V列車供電電源系統(tǒng)，包括:第一供電電源模塊、第一負(fù)載電阻、第二供電電源模塊、第二負(fù)載電阻和開關(guān)模塊；
[0007]所述第一供電電源模塊包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且相互并聯(lián)連接的第一整流模塊和第二整流模塊；
[0008]所述第一整流模塊包括依次連接的第一電流輸入端、第一整流電路和第一電流輸出端;所述第二整流模塊包括依次連接的第二電流輸入端、第二整流電路和第二電流輸出端;所述第一電流輸出端和第二電流輸出端分別與第一負(fù)載電阻并聯(lián)連接；
[0009]所述第二供電電源模塊包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且相互并聯(lián)連接的第三整流模塊和第四整流模塊；
[0010]所述第三整流模塊包括依次連接的第三電流輸入端、第三整流電路和第三電流輸出端;所述第四整流模塊包括依次連接的第四電流輸入端、第四整流電路和第四電流輸出端;所述第三電流輸出端和第四電流輸出端分別與第二負(fù)載電阻并聯(lián)連接；
[0011]所述第一供電電源模塊通過開關(guān)模塊與第二供電電源模塊連接。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:與傳統(tǒng)的列車供電系統(tǒng)相比，本發(fā)明提供的DC600V列車供電電源系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的一個(gè)供電電源模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)負(fù)載的形式改為兩個(gè)整流模塊并聯(lián)連接后對(duì)應(yīng)一個(gè)負(fù)載，這樣設(shè)計(jì)的好處是:
[0013]傳統(tǒng)的供電電源模塊之間是相互獨(dú)立供電，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)功率損失較大，導(dǎo)致系統(tǒng)的冗余度較低;本發(fā)明的供電電源模塊采用兩個(gè)整流模塊并聯(lián)連接的方式，但其中一路出現(xiàn)故障時(shí)還能有另一路進(jìn)行工作，進(jìn)而系統(tǒng)的冗余度得到提升。對(duì)于列車而言，這點(diǎn)相當(dāng)重要。其中第一供電電源模塊通過開關(guān)模塊與第二供電電源模塊連接，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)谝还╇婋娫茨K中的一路出現(xiàn)故障時(shí)，另一路可通過開關(guān)模塊的控制實(shí)現(xiàn)與第二供電電源模塊的并聯(lián)連接，確保系統(tǒng)正常運(yùn)作。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的DC600V列車供電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的DC600V列車供電電源系統(tǒng)的冗余模式下的簡化后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的DC600V列車供電電源系統(tǒng)的整流模塊輸出特性曲線示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的DC600V列車供電電源系統(tǒng)的第一整流模塊的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0019]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:供電電源模塊采用兩個(gè)整流模塊并聯(lián)連接，供電電源模塊之間采用開關(guān)模塊進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高冗余度。
[0020]請(qǐng)參照?qǐng)D1-4，本發(fā)明提供的一種DC600V列車供電電源系統(tǒng)，包括:第一供電電源模塊、第一負(fù)載電阻、第二供電電源模塊、第二負(fù)載電阻和開關(guān)模塊；
[0021]所述第一供電電源模塊包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且相互并聯(lián)連接的第一整流模塊和第二整流模塊；
[0022]所述第一整流模塊包括依次連接的第一電流輸入端、第一整流電路和第一電流輸出端;所述第二整流模塊包括依次連接的第二電流輸入端、第二整流電路和第二電流輸出端;所述第一電流輸出端和第二電流輸出端分別與第一負(fù)載電阻并聯(lián)連接；
[0023]所述第二供電電源模塊包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且相互并聯(lián)連接的第三整流模塊和第四整流模塊；
[0024]所述第三整流模塊包括依次連接的第三電流輸入端、第三整流電路和第三電流輸出端;所述第四整流模塊包括依次連接的第四電流輸入端、第四整流電路和第四電流輸出端;所述第三電流輸出端和第四電流輸出端分別與第二負(fù)載電阻并聯(lián)連接；
[0025]所述第一供電電源模塊通過開關(guān)模塊與第二供電電源模塊連接。
[0026]上述DC600V列車供電電源系統(tǒng)的工作原理如下:
[0027]例如:正常情況下，第一整流模塊和第二整流模塊分別提供200W的功率供400W的第一負(fù)載電阻供電；第三整流模塊和第四整流模塊分別提供200W的功率供400W的第二負(fù)載電阻供電；
[0028]當(dāng)?shù)谝徽髂K出現(xiàn)故障情況時(shí)，通過開關(guān)模塊吸合，使第二整流模塊、第三整流模塊和第四整流模塊并聯(lián)連接且每個(gè)整流模塊最大可調(diào)節(jié)到300W，也就是最大可達(dá)900W，照樣可以為兩個(gè)負(fù)載電阻供電，使之正常工作，此時(shí)兩個(gè)負(fù)載電阻為并聯(lián)連接。
[0029]進(jìn)一步的，所述第一供電電源模塊通過開關(guān)模塊與第二供電電源模塊連接，具體為:
[0030]所述第二電流輸出端通過開關(guān)模塊與第三電流輸出端連接。
[0031]進(jìn)一步的，還包括控制器和電流采樣電路;在所述第一電流輸出端與第一負(fù)載電阻的通路上設(shè)有第一采樣點(diǎn);在所述第二電流輸出端與第一負(fù)載電阻的通路上設(shè)有第二采樣點(diǎn)；在所述第三電流輸出端與第二負(fù)載電阻的通路上設(shè)有第三采樣點(diǎn)；在所述第四電流輸出端與第二負(fù)載電阻的通路上設(shè)有第四采樣點(diǎn)；
[0032]所述第一采樣點(diǎn)、第二采樣點(diǎn)、第三采樣點(diǎn)和第四采樣點(diǎn)分別與所述電流采樣電路的輸入端連接;所述電流采樣電路的輸出端與控制器連接;所述控制器與所述開關(guān)模塊連接。
[0033]由上述描述可知，通過上述設(shè)置的采樣點(diǎn)，再結(jié)合電流采樣電路對(duì)設(shè)置的采樣點(diǎn)進(jìn)行電流采樣，可實(shí)時(shí)檢測各通路上的工作狀況并實(shí)時(shí)反饋控制器，正常工作情況下，開關(guān)模塊為斷開狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)故障或其他異常情況，控制器控制開關(guān)模塊的工作狀態(tài)改為吸合，實(shí)現(xiàn)供電電源模塊之間的并聯(lián)。
[0034]進(jìn)一步的，所述第一整流模塊包括第一電流輸入端、整流分壓模塊、PFC電路、第一IGBT晶體管、第二 IGBT晶體管、電感、第三IGBT晶體管、第四IGBT晶體管、電容、第一電阻、第二電阻和第一電流輸出端；
[0035]所述第一電流輸入端分別與所述電感的一端、整流分壓模塊的輸入端和第二IGBT晶體管的集電極電連接；
[0036]所述整流分壓模塊的輸出端、第一IGBT晶體管的柵極、第二 IGBT晶體管的柵極、第三IGBT晶體管的柵極和第四IGBT晶體管的柵極分別與PFC電路電連接；
[0037]所述電感的另一端分別與PFC電路和第一IGBT晶體管的集電極電連接；
[0038]所述第一IGBT晶體管的集電極與第三IGBT晶體管的發(fā)射極電連接，所述第三IGBT晶體管的集電極與第一電流輸出端電連接；
[0039]所述第二IGBT晶體管的集電極與第四IGBT晶體管的發(fā)射極電連接，所述第四IGBT晶體管的集電極與第一電流輸出端電連接；
[0040]所述電容的一端和第一電阻的一端分別與第一電流輸出端電連接；
[0041 ]所述第一IGBT晶體管的發(fā)射極、第二IGBT晶體管的發(fā)射極、電容的另一端和第一電阻的另一端均接地；
[0042]所述第一電流輸出端通過第二電阻與PFC電路電連接。
[0043]由上述描述可知，采用IGBT晶體管取代傳統(tǒng)的晶閘管，由于IGBT晶體管的開關(guān)頻率可以提高到10kHz以上，輸出紋波電壓可以控制在5%，可提供高精度穩(wěn)壓電源給列車供電；由電感、二極管、IGBT晶體管以及整流分壓模塊連接形成主動(dòng)式高頻斬波整流電路取代傳統(tǒng)的固定基波相控整流電路，采用主動(dòng)式高頻斬波整流電路可減小傳統(tǒng)平波電抗器的龐大體積，減小直流濾波電容容量及體積，實(shí)現(xiàn)輕量化。
[0044]進(jìn)一步的，所述PFC電路包括電壓輸入端、第一補(bǔ)償器、乘法器、第二補(bǔ)償器和PWM發(fā)生器；
[0045]所述第二電阻的一端與第一補(bǔ)償器的反相輸入端電連接;所述電壓輸入端與第一補(bǔ)償器的同相輸入端電連接；
[0046]所述整流分壓模塊的輸出端與第一補(bǔ)償器的輸出端分別與乘法器的輸入端電連接；
[0047]所述電感