[發(fā)明專利]一種用于電控空氣制動系統(tǒng)的電源變換器及磁通平衡調(diào)節(jié)方法

有效

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• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106877681B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃志武;彭軍;張曉勇;周艷輝;蔣富;李恒;劉偉榮;楊迎澤;李爍;周榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337;H02M1/44;G01R31/40
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發(fā)明公開了一種用于電控空氣制動系統(tǒng)的電源變換器及磁通平衡調(diào)節(jié)方法，該電源變換器包括第一主功率板、第二主功率板、驅(qū)動電路、控制電路以及切換電路；所述第一主功率板、第二主功率板的輸入端和輸出端分別通過機車供電總線和PCB布線與機車110V供電源和切換電路相連；其中，第一主功率板的主拓撲使用了推挽正激的拓撲，通過增設(shè)磁通平衡調(diào)節(jié)器，使得傳統(tǒng)推挽電路中的磁通平衡問題得到解決；該電源變換器適用于各種環(huán)境的工作，為ECP制動系統(tǒng)提供電源供電，解決了推挽電路磁通不平衡、復(fù)雜環(huán)境下的正常工作等問題，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵路機車制動領(lǐng)域，涉及一種用于電控空氣制動系統(tǒng)的電源變換器及磁通平衡調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

隨著鐵路機車的日開數(shù)逐步增加，保障機車安全運行是重中之重的任務(wù)之一。雖然傳統(tǒng)電源變換器可以實現(xiàn)基本的電源變換功能，但其設(shè)計過程中并沒有考慮到實際機車電源變換器工作過程中的高溫度環(huán)境，也不能保證電源變換器在機車這種強電磁干擾環(huán)境下依然能夠正常工作。同時無法滿足機車運行過程中對電源變換器的小體積要求。傳統(tǒng)的電源變換器也有部分保護措施，但其設(shè)計過程中并沒有考慮到機車電源變換器的保護要求，無法保證電源變換器在各類突發(fā)情況(例如短路、過載)下及時保護電源變換器與外部電路，也沒有針對機車電源變換器的各類特殊保護要求和指標(biāo)(例如快速響應(yīng)指標(biāo))采取相應(yīng)的措施。這對機車安全留下了隱患。傳統(tǒng)推挽拓撲變換器工作過程中，無法避免磁通不平衡的問題。由于機車電控空氣制動系統(tǒng)在機車運行時需實時保證電源變換器各部分工作穩(wěn)定可靠，磁通不平衡的問題也對行車安全留下了隱患。為增強對機車電控空氣制動系統(tǒng)的電源質(zhì)量控制，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，需要研制電控空氣制動系統(tǒng)的電源變換器，為系統(tǒng)的供電提供一個良好的平臺。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決機車電控空氣制動系統(tǒng)供電的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于電控空氣制動系統(tǒng)的電源變換器及磁通平衡調(diào)節(jié)方法。

一種用于電控空氣制動系統(tǒng)的電源變換器，包括第一主功率板、第二主功率板、驅(qū)動電路、控制電路以及切換電路；

所述第一主功率板、第二主功率板的輸入端和輸出端分別通過機車供電總線和PCB布線與機車110V供電源和切換電路相連；

機車110V供電源、第一主功率板和驅(qū)動電路分別通過PCB布線、控制電路總線及PWM輸出總線與所述控制電路相連；

所述驅(qū)動電路的輸出端與第一主功率板相連；

所述切換電路通過電源輸出總線與外部電源負載連接；

所述第一主功率板包括依次連接的第一輸入濾波模塊、變壓器推挽正激拓撲模塊、全橋整流電路、尖峰吸收網(wǎng)絡(luò)模塊以及第一輸出濾波模塊；

控制電路中的PWM調(diào)制電路通過驅(qū)動電路與變壓器推挽正激拓撲模塊相連；

所述第二主功率板包括依次連接的第二輸入濾波模塊、反激拓撲模塊、第二輸出濾波模塊以及輸出保護模塊，且反激拓撲模塊的輸入端和輸出保護模塊的輸出端之間設(shè)置有控制模塊。

進一步地，所述控制電路包括控制電源、電流采樣模塊、PWM調(diào)制電路、磁通平衡調(diào)節(jié)器、輸出保護模塊、電壓采樣模塊以及主電路誤差調(diào)節(jié)器；所述控制電源與機車供電電源相連，并為控制電路供電；

所述電流采樣模塊采集變壓器推挽正激拓撲模塊上的兩個繞組電流；

所述電壓采樣模塊采集第一主功率板的輸出端上的電壓；

所述電流采樣模塊、磁通平衡調(diào)節(jié)器及PWM調(diào)制電路依次相連；

所述電壓采樣模塊、主電路誤差調(diào)節(jié)器及PWM調(diào)制電路依次相連；

所述第一主功率板的輸出端通過輸出保護模塊與PWM調(diào)制電路相連；

所述控制電路與切換電路相連。