[发明专利]一种共用直流母线的动车组地面电源及其控制方法

权利要求书

1.一种共用直流母线的动车组地面电源，其特征在于：包括主电路、采样电路及控制器；

所述主电路包括串联电路模块、并联电路模块、旁路开关及输出开关；所述串联电路模块与并联电路模块共用直流母线；

所述串联电路模块包括A、B、C三相电路单元，A、B、C三相电路单元的输入端分别连接至交流电网的A、B、C三相输出端；

所述并联电路模块包括A、B、C三相桥电路，各相桥电路的输入端分别通过旁路开关与交流电网的A、B、C三相输出端连接；各相桥电路的输入端还分别与串联电路模块中相应的A、B、C三相电路单元的输出端连接；

所述串联电路模块与并联电路模块的三相输出端分别与输出开关连接；

所述采样电路用于采集主电路相应的电压数据及电流数据；

所述控制器用于控制主电路工作时序，并根据采样电路采集的实时电压数据与预设电压值的大小关系，控制串联电路模块的输出电压，补偿输出电压以趋近预设电压值，实现对输出电压的补偿；根据采样电路采集的实时电流数据与预设电流值之间的关系，控制并联电路模块的输出电流，消除负载电流不平衡；

所述控制器根据流过输出开关的电流和串联电路模块的输出电压计算功率因数和负载谐波，若功率因数或电流谐波超过设定值且并联电路模块的输出电流未超过并联电路模块的额定值，则对流过输出开关的电流进行谐波补偿和无功补偿；

所述主电路工作时序具体为：先接通旁路开关，启动并联电路模块建立直流母线电压，再启动串联电路模块，切断旁路开关，进入稳定工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种共用直流母线的动车组地面电源，其特征在于：所述串联电路模块的A、B、C三相电路单元均采用单相半桥电路结构；

A相电路单元包括电容C1、电容C2、IGBT V1、IGBT V2、电感L1及输出滤波电容C3；电容C1与电容C2串联，串联的中点连接交流电网A相作为输入；电容C1与电容C2的另外两端为直流母线的正Vdc+和直流母线的负Vdc-；Vdc+连接IGBT V1的集电极，Vdc-连接IGBT V2的发射极；IGBT V1的发射极连接IGBT V2的集电极，并连接电感L1的一端；电感L1的另一端连接电容C3的一端作为串联部分的A相输出，电容C3的另一端连接至电网的N；

B相电路单元包括电容C4、电容C5、IGBT V3、IGBT V4、电感L2及输出滤波电容C6；电容C4与电容C5串联，串联的中点连接电网B相作为输入；电容C4另外一端连接直流母线Vdc+，电容C5另外一端连接直流母线Vdc-；IGBT V3的集电极连接Vdc+，IGBT V4的发射极连接Vdc-；IGBT V3的发射极连接IGBT V4的集电极，并连接电感L2的一端；电感L2的另一端连接电容C6的一端作为串联部分的B相输出，电容C6的另一端连接至电网的N；

C相电路单元包括电容C7、电容C8、IGBT V5、IGBT V6、电感L3及输出滤波电容C9；电容C7与电容C8串联，串联的中点连接电网C相作为输入；电容C7另外一端连接直流母线Vdc+，电容C8另外一端连接直流母线Vdc-；IGBT V5的集电极连接Vdc+，IGBT V6的发射极连接Vdc-；IGBT V5的发射极连接IGBT V6的集电极，并连接电感L3的一端；电感L3的另一端连接电容C9的一端作为串联部分的C相输出，电容C9的另一端连接至电网的N。