[发明专利]辅助电源系统和电力机车

说明书

技术领域

本发明涉及电源结构技术，尤其涉及一种辅助电源系统和电力机车。

背景技术

在电力机车的供电系统中，包括主电源系统和辅助电源系统，主电源系统用于给电力机车中的牵引设备提供电压源，辅助电源系统用于给电力机车中的辅助设备提供电压源，辅助设备通常指设置于电力机车中的各种风机、油泵、空气压缩机、空调等。

由于辅助电源系统中主要包括逆变电路，而逆变电路输出的交流电源波形中会产生谐波，该谐波对电力机车中的通信设备以及电子设备会产生严重干扰，并且，将该辅助电源系统输出的电源提供给机车中的电机时，谐波电压和电流会增加电机的铁损和铜损，使电机温度上升，效率下降，并产生噪声，甚至造成电机损坏。因此，有必要对逆变电路输出的交流电源波形中的谐波进行过滤。

发明内容

本发明的第一个方面是提供一种辅助电源系统，以滤除辅助电源系统的逆变电路中的谐波。

该辅助电源系统，包括：

辅助变流器组件，包括相互连接的辅助控制单元和辅助功率单元，其中，

辅助控制单元用于根据设定算法产生对辅助功率单元的控制信号以控制所述辅助功率单元输出设定宽度的脉冲信号；

滤波电路组件，包括依次连接的变压器、电容和EMI滤波器，且所述辅助功率单元与所述变压器相连，所述电容并联于所述变压器的输出端，用于滤除所述脉冲信号中的谐波。

本发明的另一个方面是提供一种电力机车，以滤除电力机车中辅助电源系统的逆变电路中的谐波。

该电力机车，包括机车体、直流电源和辅助设备，还包括本发明提供的辅助电源系统，所述辅助电源系统设置在机车体内部，所述辅助电源系统中的辅助功率单元与直流电源相连，所述辅助电源系统用于给辅助设备提供电压源。

本发明提供的辅助电源系统，通过辅助控制单元采用预设算法输出对辅助功率单元的控制信号，从而辅助功率单元将接收到的直流电信号变化成交流脉冲信号，并通过变压器和电容对该脉冲信号的幅值进行变换的同时，将脉冲信号转换成正弦波信号，并可吸收脉冲信号中的低次谐波，消除脉动，并进一步的通过EMI滤波器吸收正弦波信号中的高次谐波，因此，最后得到高质量的正弦波电压信号，以为负载提供稳定的电压源，减少信号中谐波对周围通信设备和电子设备的电磁干扰，减少谐波对负载的影响。

并且，该辅助电源系统采用模块化设计方式，将整个电源系统分为两大组件，可清晰的划分各组件之间功能，有利于生产组装和现场维护。

该辅助电源系统尤其适用于电力机车中，作为电力机车的辅助电源系统，通过该系统为机车上的各种辅助设备，例如，风机、油泵、空气压缩机、空调等提供稳定的单相或三相电压源，为辅助设备的正常运行提供保障。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的辅助电源系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的辅助电源系统的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例所提供的辅助电源系统，该辅助电源系统包括辅助变流器组件10和滤波电路组件11。

辅助变流器组件10包括相互连接的辅助控制单元101和辅助功率单元102，其中，

辅助控制单元101用于根据设定算法产生对辅助功率单元102的控制信号以控制辅助功率单元102输出设定宽度的脉冲信号。

滤波电路组件11包括依次连接的变压器111、电容112和EMI滤波器113，且辅助功率单元102与变压器相连111，电容112并联于变压器111的输出端，滤波电路组件11用于滤除脉冲信号中的谐波。

辅助功率单元用于将直流电信号变化成交流电信号，本实施例中的辅助功率电源中主要包括逆变器，逆变电路为有多个绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称，IGBT)组成，可将直流电信号转换成交流的脉冲信号。

辅助控制单元为该辅助电源系统的控制装置，可采用计算机、或其他类型的处理器实现，该辅助控制单元中设置有相应的算法程序，通过该算法程序产生对辅助功率单元中逆变器中的各IGBT导通或关断的电压或电流的时序控制信号，通过该控制信号控制逆变器中的各IGBT的导通或关断时间来改变通过逆变器输出的脉冲信号的占空比，从而控制逆变器输出设定宽度的脉冲信号。

对于预设算法可根据需要选择，例如，可以为SPWM算法，空间电压矢量控制PWM算法，也称SVPWM算法，电压与频率平方比关系算法等。