专利名称：一种交流传动电力机车用110v高频开关电源柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交流传动电力机车的iiov直流控制电源。
背景技术：
交流传动电力机车用IIOV直流高频开关电源装置，作为交流传动电力^L车 的控制电源是整个机车的重要组成部分。该电源装置将三相交流440V电源变为 直流110V电源，为机车提供110V控制电源，并为蓄电池组充电。基于高频开 关电源的优良性能，近几年已出现了一些电力机车用高频开关电源，如2005年 8月14日公开的中国专利CN2719639。
但现有的电力机车用高频开关电源装置，基本上都是由2个整流^t块组成， 工作时只开其中任意1个整流才莫块，当整流-溪块发生故障时不能自动切换到另 外1个整流模块上工作，而是需要人工手动切换。如果操作工人没能及时发现 并切换故障才莫块，将会造成蓄电池长时间放电，严重的时候会因为蓄电池的匮 电而影响机车的正常运行。 发明内容
为了克服上述弊端，本实用新型所要解决的问题是，提供一种交流传动电 力机车用110V高频开关电源装置，其工作可靠性、安全性较高，工作连续性丰支 好，故障间隔时间较长，维修方便快捷。
为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是 一种交流传动电力 机车用110V高频开关电源拒，其电路结构包括五个并联运行的110V/30A整流 模块、总输出电流传感器M1和主监控，每个整流模块都包括依序连接的前级整 流滤波、DC/DC变换、后级整流滤波及以89C51为核心的单片机控制回路，所述片机为核心的控制回路。主监控通过总输出电流传感器 Ml采集总输出电流信号，并根据当前工作模块的个数来分配各模块的输出电流， 实现软件均流。
本实用新型由多个整流模块热备份供电，当有模块发生故障时自动退出系 统。其优点在于第一；漠块式组合电源柜大大延长了平均故障间隔时间，部 分模块的损坏不会导致整个电源拒瘫痪，提高了机车IIOV控制系统的可靠性； 第二模块组合电源拒可缩短平均修复时间，维修方便，只需更换故障模块。
通过主监控可以对电源拒中各模块进行长期自动监测、获取电源拒中的各 种运行参数和状态、根据测量数据及运行状态进行实时处理，并以此为依据对 系统进行控制，实现电源柜的全自动精确管理，从而保证其工作的连续性、安 全性和可靠性。
图l是本交流传动电力机车用IIOV控制电源拒的系统框图 图2是本交流传动电力机车用IIOV控制电源柜的系统原理图 图3是110V/30A整流才莫块的主电路原理图 图4是AT89C51控制回路的原理结构图具体实施方式
参见附图，所述电源拒包括五个并联运行的110V/30A整流模块1、总输出 电流传感器M1和主监控2、人机输出和输入界面组成，每个整流模块都包括依 序连接的前级整流滤波、DC/DC变换、后级整流滤波及以89C51为核心的单片机 控制回路，所述主监控2包括以89C52单片机为核心的控制回路。主监控2通 过总输出电流传感器Ml采集总输出电流信号，并根据当前工作模块的个数来分 配各模块的输出电流，实现软件均流。所述五个整流模块各自完全独立，各整流模块将三相交流440V电源经过滤 波器Z1、预充电接触器KM1、主接触器KM2、三相整流桥堆V1、直流滤波电抗 器L1、支撑电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6后，经过高频变压器Tl与IGBT组成 的全桥式开关电路将直流电压变换为高频交流电压，然后经过后级全桥整流桥 堆V2及滤波电路，输出稳定的直流110V电源；
各整流模块的控制部分采用单片机89C51控制，控制回路包括电压传感器 VT1、电流传感器TA1、温度传感器构成的采样电路，采集的信号通过A/D才莫数 转换器TLC1543转换为数字信号送到单片机89C51整定，整定出来的数字信号 再由D/A数模转换器TLC562G转换为模块信号，用来控制模块本身的各技术参 数，包括输出电压的整定、输出限流、输入过欠压保护、过温保护、短路保护 等，采用单片机整定参数解决了温漂问题，使模块各参数更稳定、更精确；另 外单片机89C51还与主监控通讯。
所述的主监控单元2，主监控通过采集总输出电流传感器M1的信号，并根 据当前工作模块的个数来分配各模块的输出电流，实现软件均流；另外所述电 源拒的电路中还可包括蓄电池充电电流传感器M2，主监控通过采集蓄电池充电 电流传感器M2的信号实现充电限流和蓄电池浮、均充状态转换，当充电电流超 过限流点0. 2C时(C表示电池容量)，主监控将各模块的输出电压相应拉低，将 充电电流限至在限流点之下；当充电电流大于0. 2C x 80%并持续60秒(C表示 电池容量)，充电电压由浮充状态转换为均充状态，当充电电流小于O. 02C并保 持2小时后，充电电压又从均充状态转换为浮充状态，大大提高了机车蓄电池 的使用寿命。
本实用新型描述的上述实施方式仅是为了清楚地说明其技术方案，而不 能理解为对本实用新型做出任何的限制。本实用新型在本技术领域具有公知的多种替代方式或变形，在不脱离本实用新型实质意义的前提下，均落入本实用 新型的保护范围。
权利要求1、一种交流传动电力机车用110V高频开关电源柜，其特征在于，所述电源柜的电路结构包括五个并联运行的110V/30A整流模块、总输出电流传感器M1和主监控，每个整流模块都包括依序连接的前级整流滤波、DC/DC变换、后级整流滤波及以89C51为核心的单片机控制回路；所述主监控包括以89C52单片机为核心的控制回路；主监控通过总输出电流传感器M1采集总输出电流信号，并根据当前工作模块的个数来分配各模块的输出电流，实现软件均流。
2、 如权利要求1所述的一种交流传动电力机车用110V高频开关电源拒，其特 征在于，所述电源柜的电路结构还包括蓄电池充电电流传感器M2,主监控通过 采集蓄电池充电电流传感器M2的信号实现充电限流功能和蓄电池浮、均充状态 转换功能.
3、 如权利要求1或2所述的一种交流传动电力机车用110V高频开关电源柜，其 特征在于，所述每个整流模块的电路结构是，将三相交流440V电源经过滤波器 Zl、预充电接触器KM1、主接触器KM2、三相整流桥堆V1、直流滤波电抗器L1、 支撑电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6后，经过高频变压器Tl与IGBT组成的全桥 式开关电路将直流电压变换为高频交流电压，然后经过后级全桥整流桥堆V2及 滤波电路，输出稳定的直流110V电源。
4、 如权利要求1或2所述的一种交流传动电力机车用110V高频开关电源拒，其 特征在于，所述以89C51为核心的单片机控制回路包括电压传感器VT1、电流传 感器TA1、温度传感器构成的采样电路,采集的信号通过A/D模数转换器TLC1543 转换为数字信号送到单片机89C51整定，整定出来的数字信号再由D/A数模转 换器TLC5620转换为模块信号，用来控制模块本身的各技术参数。
专利摘要本实用新型公开了一种交流传动电力机车用110V高频开关电源柜，其电路结构包括五个并联运行的110V/30A整流模块、总输出电流传感器M1和主监控，每个整流模块都包括依序连接的前级整流滤波、DC/DC变换、后级整流滤波及以89C51为核心的单片机控制回路，所述主监控包括以89C52单片机为核心的控制回路。主监控通过总输出电流传感器M1采集总输出电流信号，并根据当前工作模块的个数来分配各模块的输出电流，实现软件均流。其工作可靠性、安全性较高，工作连续性较好，故障间隔时间较长，维修方便快捷。
文档编号B60L1/00GK201240275SQ20082013082
公开日2009年5月20日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者甘豪丹 申请人:浏阳中铁机电有限公司