[发明专利]一种直流电压采样电路实现的取力车载电源系统

权利要求书

1.一种直流电压采样电路实现的取力车载电源系统，其特征在于包括：整流二极管、直流电容、逆变电路、控制器、励磁电源和小容量直流采样电路；其中，

整流二极管接收发电机发出的交流电，将交流电整流成带脉动的直流电，输出给直流电容；

直流电容对接收的带脉动的直流电进行滤波处理，得到平直的直流电，输出给逆变电路；

逆变电路在控制器的控制下，将平直的直流电逆变成稳定的交流电，供外部负载使用；

小容量直流采样电路实时采集发电机发出的交流电的电压并将其转换为采样直流电；

控制器实时采集小容量直流采样电路的采样直流的电压、直流电容输出给逆变电路的平直的直流电的电压、外部负载的电流以及励磁电源输出给发电机的励磁电流，监测采样直流的电压和平直的直流电的电压两个电压的变化趋势，根据变化趋势控制励磁电源增大或减小励磁电流，并将增大或减小励磁电流传输给发电机；其中，

所述小容量直流采样电路包括耗散电阻R、滤波电容C、三相整流电路和变压器T；其中，变压器T输入接发电机端电压，输出接三相整流电路，三相整流电路的输出接滤波电容C，再接耗散电阻R；

所述三相整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6；其中，

整流二极管D1和整流二极管D2串联形成第一整流支路，整流二极管D3和整流二极管D4串联形成第二整流支路，整流二极管D5和整流二极管D6串联形成第三整流支路；第一整流支路、第二整流支路和第三整流支路并联；

滤波电容C为：C＝13.24/{f×(U/I)×ACv}；其中，C是滤波电容，单位为F；f是整流电路的脉冲频率，单位是Hz；U是整流电路最大输出电压，单位是V；I是整流电路最大输出电流，单位是A；Acv是波纹系数；

采样直流的电压和平直的直流电的电压的关系为：

U_dc(real)＝k_(s)×U_dc(s)+b_(s)；

其中，s_n＜s＜s_n+1，n＝1、2、3、4、5，U_dc(real)为平直的直流电的电压，U_dc(s)为采样直流的电压，s为某段里的值，s_n为某一段的起始值，s_n+1为某一段的终点值，n为电压值分段数量。

2.根据权利要求1所述的直流电压采样电路实现的取力车载电源系统，其特征在于：当两个电压降低时，控制励磁电源增大励磁电流，将增大的励磁电流传输给发电机；当两个电压增高时，控制励磁电源减小励磁电流，将减小的励磁电流传输给发电机。

3.根据权利要求1所述的直流电压采样电路实现的取力车载电源系统，其特征在于：耗散电阻R的作用是消耗滤波电容的能量，考虑耗散电阻功率不能太大，耗散电阻功率不能大于40W。

4.根据权利要求1所述的直流电压采样电路实现的取力车载电源系统，其特征在于：控制器采用双闭环控制方式获得励磁电流输出指令，所述双闭环包括内环和外环，其中内环是励磁电流环，外环是直流电压环，控制器、励磁电源、发电机和小容量直流采样电路构成双闭环。

5.根据权利要求4所述的直流电压采样电路实现的取力车载电源系统，其特征在于：控制器的控制方法如下：

(1)控制器实时采集直流电电压以及励磁电源输出给发电机的励磁电流，根据直流电压，对外环进行PID控制，向内环输出励磁电流调节指令；

(2)控制器根据励磁电流调节指令和励磁电源输出给发电机的实时励磁电流，对内环进行PI控制，得到励磁电源的占空比指令，励磁电源根据所述占空比指令向发电机输出相应的励磁电流。