直流电力机车逆变电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于1500V直流电力机车上的IlOV的供电装置——IlOV直流电力机车逆变电源。
【背景技术】
[0002]目前，国内在现有技术中直流电力机车的IlOV直流的供应，米用一个电机与一个发电机的传动来进行发电。这种方式存在:能量损耗大，噪音大，设备沉重，故障率高等问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型克服了上述存在的缺陷，目的是为解决电力机车能耗大、噪音大、故障率高等问题，提供一种直流电力机车逆变电源。
[0004]本实用新型直流电力机车逆变电源内容简述:
[0005]本实用新型直流电力机车逆变电源，其特征在于:电解电容与并联的IGBT绝缘栅双极型晶体管1、IGBT绝缘栅双极型晶体管II及IGBT驱动组件1、IGBT驱动组件II连接；中央处理器与IGBT驱动组件1、IGBT驱动组件II连接；中央处理器的一端与显示器通过航空插头以及屏蔽电缆连接；中央处理器的另一端与CPU供电组件输入端连接到蓄电池上为其供电；IGBT绝缘栅双极型晶体管II与变压器连接；变压器与整流桥连接；整流桥与输出端电解电容连接。
[0006]本实用新型具有结构简洁，设计合理，实用性强，智能化程度高，节约能源的特点。利于装备有需要110VDC供电的直流电力机车的领域大面积推广应用。
【附图说明】
[0007]图1是直流电力机车逆变电源结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]本实用新型直流电力机车逆变电源，是一种利用双微型计算机进行系统智能控制和保护的装置，用以实现主机和控制器的通讯，下面结合附图做具体说明。
[0009]见图1，电解电容与并联的IGBT绝缘栅双极型晶体管1、IGBT绝缘栅双极型晶体管II及IGBT驱动组件1、IGBT驱动组件II连接；中央处理器与IGBT驱动组件1、IGBT驱动组件II连接，并控制其工作状态；中央处理器的一端与显示器通过航空插头以及屏蔽电缆连接；中央处理器的另一端与CPU供电组件输入端连接到蓄电池上为其供电；IGBT绝缘栅双极型晶体管II与变压器连接；变压器与整流桥连接；整流桥与输出端电解电容连接。
[0010]1500-2500VDC进入直流电力机车逆变电源后先进入电解电容，经过电解电容滤波后进入一对并联的IGBT绝缘栅双极型晶体管1、IGBT绝缘栅双极型晶体管II，IGBT绝缘栅双极型晶体管1、IGBT绝缘栅双极型晶体管II的工作频率由中央处理器通过IGBT驱动组件I及IGBT驱动组件II进行控制。逆变后产生的交流电进入变压器变成IlOV交流电，再通过整流器变为IlOV直流电再通过电解电容滤波，输出稳定的IlOV直流电。其中中央处理器由直流电力机车本身的蓄电池提供的48V直流电经过CPU供电组件处理后提供工作用电。中央处理器的启动以及控制可以通过显示器上的按钮完成操作，同时电源内部的情况也能反映到显示器上。
[0011]单片微型计算机一控制电源启动，检测系统故障并实时报警，如:输入电压、电流，输出电压、电流，监测输入高压状态，检测环境温度等，实现高智能控制。单片机二与单片机一进行串行通讯，接收单片机一发送的数据，在控制器上显示系统内部各状态，并可通过控制器按键输入设定的各项参数，以全数控方式调整系统内部设置，实现人机对话，使系统稳定、可靠的运行。
[0012]本实用新型改变了传统的主机与控制器之间的通讯模式，支持双控制器即显示器工作，在电机车的两端操作室可以任意操作电源，给司乘人员带来极大的方便。全部控制由安装在操作室内的控制器上的一个开关和两个按钮控制电源。控制器可显示实时输出电压、输出电流。报警时由工作时显示“输出电压V”、“输出电流A”变成显示故障原因。
[0013]机内采用单片机对系统软硬件进行了完善的保护。保护功能有:输入过压、欠压、过流；输出过压、过流；模块温度等。当上述任一参数超过所设定值时，系统便会自动关机并同时发出报警，控制器指示灯显示报警原因，使机内主要器件不致损坏。
[0014]为了防止全压启动损坏系统硬件，设计时考虑由单片机来控制启动过程，即由O开始直至全压启动工作。在此过程中单片机自动对系统进行检测，若有异常，则自动关机并同时报警。
[0015]本实用新型采用了先进的IGBT模块做功率器件，取代了原来能量转换型式，节约能源在70%以上。由于是半导体器件组成，噪声<60db。重量只是原来发电机组重量的二十分之一。只需将该电源四个地脚镙栓固定在原发电机位置，控制器固定在操作室内；确认正、负极后，接入输入输出导线和通讯线即可。
[0016]本实用新型直流电力机车逆变电源，采用IGBT模块做脉宽调制，将1500V直流电调制成20KHZ高压交流电，经高频变压器变成低压交流，再经整流滤波成所需的直流电。采用双微型计算机对系统进行控制:其一控制电源启动，检测系统内各项参数及故障报警，实现智能控制，并与显示部分实现串行通讯；其二接收其一发送的数据，显示系统内各状态，通过按键输入设定参数，实现人机对话，并可以节省电能70%。改进电源系统整体结构，提高设备抗震能力，使得电源可在更加恶劣的环境中工作；改变变压器的结构和匝数比，使电源适应更宽的电网电压，电源可在500?2100VDd^电压范围内正常工作；改进电源滤波回路，使电源的抗电压冲击能力提高，运行更加稳定；改进主机与控制器之间的供电与通讯方式，提高设备运行的安全性；采用可靠性更高的微型计算机控制电源的工作，提高了系统的抗干扰能力，使系统的智能化程度更高；软件方面，改进了电源的开关机方式，可有效地防止开、关机时对功率器件造成的冲击和致命的破坏，使器件的使用寿命更长；改进了主机与控制器之间的通讯模式，支持双显示器工作，使电源设计更加人性化，使用更安全操作更方便；改进了输入电源的检测方式，使得系统保护更迅速、更完善，大大降低了主要器件的损坏率；增加看门狗功能，使得程序运行更可靠。
[0017]本实用新型具有结构简洁，设计合理，实用性强，智能化程度高，节约能源的特点。利于装备有需要IlOVDC供电的直流电力机车的领域大面积推广应用。
【主权项】
1.一种直流电力机车逆变电源，其特征在于:电解电容与并联的IGBT绝缘栅双极型晶体管1、IGBT绝缘栅双极型晶体管II及IGBT驱动组件1、IGBT驱动组件II连接；中央处理器与IGBT驱动组件1、IGBT驱动组件II连接；中央处理器的一端与显示器通过航空插头以及屏蔽电缆连接；中央处理器的另一端与CPU供电组件输入端连接到蓄电池上为其供电；IGBT绝缘栅双极型晶体管II与变压器连接；变压器与整流桥连接；整流桥与输出端电解电容连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种直流电力机车逆变电源，其特征在于：电解电容与并联的IGBT绝缘栅双极型晶体管Ⅰ、IGBT绝缘栅双极型晶体管Ⅱ及IGBT驱动组件Ⅰ、IGBT驱动组件Ⅱ连接；中央处理器与IGBT驱动组件Ⅰ、IGBT驱动组件Ⅱ连接；中央处理器的一端与显示器通过航空插头以及屏蔽电缆连接；中央处理器的另一端与CPU供电组件输入端连接到蓄电池上为其供电；IGBT绝缘栅双极型晶体管Ⅱ与变压器连接；变压器与整流桥连接；整流桥与输出端电解电容连接。本实用新型具有结构简洁，设计合理，实用性强，智能化程度高，节约能源的特点。利于装备有需要110VDC供电的直流电力机车的领域大面积推广应用。
【IPC分类】H02M3/335
【公开号】CN204835929
【申请号】CN201520594643
【发明人】武晓阳, 韩钰, 杜秋, 邬庆东
【申请人】武晓阳
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月10日