列车供电系统、使用该系统的列车空调系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于供电及空调制冷领域，具体涉及一种列车供电系统、使用该系统的列车空调系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在现有的列车供电系统和使用该系统的列车空调系统中，列车电源(通常是高压电)经牵引变压器降压后输入牵引变流器；经过降压变流后的电流再经过3个换流变压器进行换流作用，最终得到三相换相电压电流，以为列车的各个设备供电；具体系统结构示意图如图1所示。列车空调得电后根据列车内的温度控制机组开关，列车空调的温度控制模式具体如下:当Tc 一 Ts>Tj时，进入制冷降温子模式:压缩机开启；当-Tj ^ Tc - Ts ^ Tj时，进入常规冷冻保持子模式:压缩机保持原状态；(如果从其他模式直接进入该区间，则压缩机为开机状态时，运行制冷降温模式，若压缩机为关闭状态时，运行制冷停机模式);当Tc 一 Ts< - Tj时，进入制冷停机子模式:压缩机关闭。其中，Tc为列车车厢内温度；Ts为设定目标温度；Tj为温度控制精度。
[0003]但是该供电系统中存在以下不足:
[0004]1.其控制部分采用交流供电，从而使得线路复杂，EMC效果差；
[0005]2.需要经过3次换流作用，即需要经过多次逆变、整流环节，从而导致整个系统设备多、结构复杂、电源转换效率低，可靠性低；
[0006]3.空调采用定频压缩机，导致机组能效低，尤其是在部分负荷时；
[0007]4.现有的空调控制模式采用空调达到设定温度时压缩机停，室内温度高于设定温度时压缩机启动，从而会由于频繁开关而引起温度的波动，导致温度控制精度低、舒适性差。
[0008]因此本发明是基于现有技术中的上述缺陷而研究设计出的一种列车供电系统、使用该系统的列车空调系统及其控制方法。
【发明内容】
[0009]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的列车供电系统线路复杂、EMC效果差的缺陷，从而提供一种新的列车供电系统、使用该系统的列车空调系统及其控制方法。进一步地，该列车供电系统还能够减少设备，使得结构简单，提高电源转换效率、可靠性。更进一步地，该列车供电系统能够提高机组能效以及控制精度。
[0010]本发明提供的一种列车供电系统，按照电流的流动方向依次包括列车电源，变压变流装置、换流装置，用电设备，所述变压变流装置的输出端分支成两路，一路与所述换流装置相连，另一路相连设置有直流模块，所述直流模块的输出端连接到列车的控制装置。
[0011]所述换流装置包括I个换流器，经过I次换流作用之后，将电流输送至所述用电设备。
[0012]所述列车电源为25kV的交流电。
[0013]所述直流模块的输入端采用辅助供电系统进行供电。
[0014]所述辅助供电系统采用1650V的直流供电电压。
[0015]本发明还提供了一种列车空调系统，其使用前述的供电系统对其进行供电。
[0016]所述用电设备为列车空调压缩机。
[0017]所述变压变流装置的输出端分支成两路，一路与所述换流装置相连，另一路相连设置有直流模块，所述直流模块的输出端连接到列车的控制装置，所述控制装置包括列车的空调控制系统。
[0018]所述列车的空调控制系统采用变频机组温度控制。
[0019]本发明还提供了一种列车空调的控制方法，其采用前述的列车空调系统，根据列车内的温度对其进行变频控制，具体步骤包括:
[0020]根据机组运行时ΔΤ(ΔΤ =列车车厢内温度Tc-设定目标温度Ts)
[0021]压缩机以低频启动运行一定时间后t后，压缩机运转频率F(n)执行以下计算方法:
[0022]F (n) = F(n — 1)+Κρ*(ΔΤη— Δ T η _ !)+Ki* Δ Tn+Kd ( Δ Tn _2 Δ Tn _ 彳 Δ Τη_2)，
[0023]其中，Κρ、K1、Kd为常数系数；且η是与时间t对应的变量值，η对应t，n+i对应t+iAt，其中i为整数，At可根据实际情况而设定。
[0024]列车空调压缩机的最小频率为F (min)、最大频率为F (max)。
[0025]若F (min)〈F (η)〈F (max)，则压缩机频率为:F (η)。
[0026]若F (η)彡F (max)时，则压缩机频率赋值为:F (max)。
[0027]若F (η)彡F (min)时，则压缩机频率赋值为:F (min)。
[0028]本发明提供的一种列车供电系统及及使用该系统的列车空调系统具有如下有益效果:
[0029]1.根据本发明的一种列车供电系统，控制装置采用纯直流供电，避免了电源多次转换，使得线路简单，EMC (Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)效果好。
[0030]2.根据本发明的一种列车供电系统，能够使得系统设备减少、结构简单、提高了电源转换效率、提高了系统的可靠性。
[0031]3.根据本发明的一种列车空调系统，能有效地提高能效，使得机组更加省电、节會K。
[0032]4.根据本发明的一种列车空调系统，实现了数字化无极调节，提高了车厢内温度控制精度，同时还提高了旅客的乘坐舒适度。
【附图说明】
[0033]图1是现有技术的列车供电系统与列车空调系统连接的结构示意图；
[0034]图2是本发明的一种列车供电系统的结构示意图；
[0035]图3是本发明的列车供电系统与列车空调系统连接的结构示意图。
[0036]图中附图标记表示为:
[0037]I—列车电源，2—变压变流装置，3—换流装置，31—换流器，4一用电设备，41 一空调压缩机，42一空调控制系统，5一直流模块，6一控制装置，7一辅助供电系统。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
[0039]如图2所示，本发明提供的一种列车供电系统，按照电流的流动方向依次包括列车电源1，变压变流装置2、换流装置3，用电设备4，其中所述变压变流装置2的输出端分支成两路，一路与所述换流装置3相连，另一路相连设置有直流模块5，所述直流模块5的输出端连接到列车的控制装置6。由于现有技术中的控制部分采用交流供电，使得线路复杂，EMC (Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)效果差，而本发明将控制部分采用纯直流设计，能够使得线路变得更加简单，EMC效果好(交变电路电流电压方向按正弦周期性变化，容易引起电磁干扰，直流电路为数字电路方向一定，因此EMC效果好)。
[0040]进一步地，所述换流装置3包括I个换流器31，经过I次换流作用之后，将电流输送至所述用电设备4。本发明的列车供电系统通过只设置一个换流器，能够有效地省去2个换流器(即一般情况下省去作用不大的逆变和整流2个能量变换环节，不会影响功能，同时省去两个变换过程，还可提高能效比，逆变一般是把直流电能(如电池、蓄电瓶等)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)的过程，而整流一般是把交流电转换成直流电的过程)，能够有效地减少系统设备、使得结构简单、提高了电源转换效率、并提高了系统的可靠性。
[0041]优选地，选择列车电源为25KV的交流电，即AC25KV。
[0042]进一步地，所述直流模块5的输入端采用辅助供电系统7进行供电。采用辅助供电系统对其单独供电的方式能够有效地满足控制装置的直流电的需求。
[0043]优选地，所述辅助供电