[发明专利]一种车载辅助逆变电源供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车车辆交流负载供电系统，尤其是涉及一种应用于机车车辆和城市轨道交通车辆的车载辅助逆变电源供电系统，广泛应用于包括电力机车、动车组、客车及地铁在内的机车车辆和城市轨道交通车辆领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，辅助逆变电源在电力机车、动车组、客车及地铁等领域的应用越来越广泛。辅助逆变电源在机车车辆中主要为交流负载供电，其可靠性必须得到有效保证。目前，对于车辆中辅助逆变电源故障导向处理，主要采取全冗余配置电源或部分冗余配置电源方式。每路电源的输出是独立的，正常时，各路电源分别供给各自的负载；当一路电源故障时，此电源所负责的全部负载或部分重要负载将通过故障转换电路转由其它工作正常的电源负责供给。这种依赖增大单台逆变电源的容量和故障切换方法，在一定的程度上提高了系统的冗余性，但也存在单台电源容量增大带来的成本提高和切换电路逻辑复杂的局限性。另外，在故障切换处理过程中，故障电源所带负载会出现短时间断电现象。如图1现有技术1所示的辅助逆变电源供电系统，在当某台逆变电源故障时，正常逆变电源不仅要为本车交流负载供电，同时也要为了故障逆变电源车辆的交流负载供电，这样必须加大逆变电源的容量才能满足要求。逆变电源容量的增大势必增加成本，甚至增加车辆总重量。

为了缓解这种矛盾，提高辅助逆变电源的可扩展性和冗余性，逆变电源可采用并联供电方式。逆变电源的并联运行控制方式一般分为集中控制、主从控制和无联信号线独立控制方案。现有的集中控制方式需要检测总的负载电流，并通过较高带宽的信号线把负载电流的的信息传递给所有的逆变电源，这严重影响了系统的扩容；系统中存在相互连接的信号线，使得系统的可靠性降低；系统不是冗余的，要在电流分配单元的控制下才能实现并联运行，一旦电流分配单元损坏，系统将崩溃。采用主从并联控制方式，主逆变电源的存在使得它不是一个冗余系统，一旦主逆变电源出现故障，整个系统将会瘫痪；另外，主从逆变电源之间存在电流指令信号线，不宜长距离铺设，抗干扰能力差。

如图2所示的现有技术2为一篇德国西门子公司于2005年05月13日申请，并于2007年05月30日公开，公开号为CN1973425A的中国发明专利申请文献，电气机车上并联的脉冲宽度调制整流器的独立同步涉及一种电气机车上的三相脉冲宽度调制整流器的电路,该电路从DC输入电压中产生三相输出电压用于3AC负载的供电,该电路并联多个脉冲宽度调制整流器,其中,通过以硬件或者软件方式实现的调节或控制结构来实施脉冲宽度调制整流器与所述输出电压和对负载的按比例供电的独立同步。该供电系统负载直接连接于交流母线上，当交流母线出现接地、短路或其它故障时，因母线故障无法切除，可能导致整个逆变电源并联供电系统瘫痪。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载辅助逆变电源供电系统，该系统能够实现各逆变电源独立运行，在逆变电源系统不能并联供电的情况下，逆变电源可继续为本车辆负载供电，可避免因部分逆变电源故障或交流母线故障而导致并联供电系统整体故障。

本发明具体提供了一种车载辅助逆变电源供电系统的具体实施方式，一种车载辅助逆变电源供电系统，包括一组以上的逆变电源和交流负载，逆变电源将输入直流电压转换为三相交流电压输出供给三相交流负载，车载辅助逆变电源供电系统进一步包括保护开关一和保护开关二，保护开关一连接在逆变电源和交流负载之间，保护开关二连接在保护开关一和三相交流母线之间，当保护开关一闭合，保护开关二断开时，交流负载由本车的逆变电源供电；当保护开关一断开，保护开关二闭合时，交流负载由三相交流母线供电；当保护开关一和保护开关二均闭合时，全列车的逆变电源对交流负载进行并联供电。

作为本发明一种车载辅助逆变电源供电系统进一步的实施方式，车载辅助逆变电源供电系统包括车载网络模块，所述每组的逆变电源均包括逆变电源控制模块，逆变电源控制模块具有通信装置，每组逆变电源的逆变电源控制模块均与车载网络模块相连，从而通过车载网络进行信息交换，所述车载网络模块控制各组逆变电源的起动和负载投切。

作为本发明一种车载辅助逆变电源供电系统进一步的实施方式，当逆变电源满足工作条件时，车载网络模块指定一台逆变电源先起动，该逆变电源出现故障时，指定另一台逆变电源起动，依次类推，先起动的逆变电源输出电压并在三相交流母线建立交流电网，各逆变电源检测到三相交流母线电压后，通过三相软件锁相控制模块，自动实现各组逆变电源与三相交流母线的同步输出。