專利名稱：基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，特別是一種在
電力機車制造廠將三相380V交流電整流得到穩(wěn)定的600V直流電的基于三相脈
沖整流器的直流穩(wěn)壓電源。
背景技術(shù)：
電力機車在制造廠或檢修基地移動時，需要利用地面提供的動力電源來進 行，這種地面電源被稱為動車電源。隨著我國鐵路電力機車電氣化的普及，直 流傳動電力機車已逐漸被交流傳動電力機車所取代，交流傳動電力機車的動車 電源要求為直流600V，與直流傳動電力機車對動車電源電壓的要求完全不同。 現(xiàn)在很多直流電源還是由單片機進行控制，運算速度和控制精度難以滿足現(xiàn)行 技術(shù)的控制要求，且控制方法較落后，導(dǎo)致輸出穩(wěn)定性差，諧波含量高，既對 工業(yè)電網(wǎng)造成很大污染，又浪費了電能。 發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型要設(shè)計一種穩(wěn)定、高效的基 于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，以滿足電力機車在制造廠或維修基地對動 車電源的需要。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的 一種基于三 相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源由主電路、檢測電路和控制電路組成，所述的主 電路包括平波電抗器電路、功率模塊電路、輸出濾波電路和散熱風(fēng)機電路，所 述的檢測電路包括輸入三相電壓檢測電路、輸入三相電流檢測電路、輸出電壓 電流檢測電路，所述的控制電路由數(shù)字信號處理器DSP及外圍電路組成。
本實用新型所述的數(shù)字信號處理器DSP是TMS320LF2407數(shù)字信號處理器。
本實用新型所述的外圍電路包括晶振電路、電源電路、AD采樣電路、PWM 輸出隔離電路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有以下有益效果1、 由于本實用新型增加了數(shù)字信號處理器DSP，使得直流穩(wěn)壓電源可以實
現(xiàn)數(shù)字化處理。通過對輸入的三相380V交流電壓進行可控直流，得到穩(wěn)定的直 流600V電壓，滿足了實際的需要。
2、 由于本實用新型的數(shù)字信號處理器DSP可以采用一種兩相靜止坐標系下 的預(yù)測電流控制方法，響應(yīng)速度快，實際電流能在一個開關(guān)周期內(nèi)跟蹤上指令 電流，從而使輸入電流的形狀接近正弦波形狀并與輸入電網(wǎng)電壓同相位，從而 使得交流輸入功率因數(shù)接近于1，大大減小對電網(wǎng)的污染。
3、 由于本實用新型的邏輯控制可以采用空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM來控制 整流器的開關(guān)器件，這種控制策略無須進行坐標變換，簡便易行，從而降低了 成本和費用，同時也減少了事故隱患。
本實用新型共有附圖2幅，其中-
圖1是基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源的電路示意圖。
圖2是基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源的控制原理示意圖。
圖中，1、輸入三相電壓檢測電路，2、平波電抗器電路，3、輸入三相電流
檢測電路，4、功率模塊電路，5、輸出濾波電路，6、輸出電壓電流檢測電路，
7、散熱風(fēng)機電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步說明。如圖1-2所示， 一種基于三相 脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，由主電路、檢測電路和控制電路組成，所述的主 電路包括平波電抗器電路2、功率模塊電路4、輸出濾波電路5和散熱風(fēng)機電路 7，所述的檢測電路包括輸入三相電壓檢測電路1、輸入三相電流檢測電路3、 輸出電壓電流檢測電路6，所述的控制電路由數(shù)字信號處理器DSP及外圍電路 組成。所述的數(shù)字信號處理器DSP是TMS320LF2407數(shù)字信號處理器。所述的 外圍電路包括晶振電路、電源電路、AD采樣電路、PWM輸出隔離電路。
本實用新型的控制方法包括以下步驟
A、 采樣由輸入三相電壓檢測電路1、輸入三相電流檢測電路3、輸出電 壓電流檢測電路6分別對直流穩(wěn)壓電源的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓和輸 出電流進行采樣；
B、 直流電壓控制將采樣反饋的輸出電壓與給定參考電壓比較，以其差值輸入電壓pi調(diào)節(jié)器，輸出作為交流電流的幅值給定，如果輸出電壓大于或者小 于給定參考電壓，則通過pi調(diào)節(jié)減小或增大交流電流幅值，通過調(diào)節(jié)交流電流 幅值間接調(diào)節(jié)輸出電Ili;
C、交流電流控制由數(shù)字信號處理器按以下算法進行實現(xiàn)
c"=7二 Co"' ^=4sin<9
其中，e為電網(wǎng)電壓的相位
當開關(guān)頻率足夠高時，上式可寫為
— 丄s ,
wm = ws — ^ Dm ) _ "a )]
Ap證
丄s
Ap證
在一個周期內(nèi)跟蹤指令電流，即有
， .**
代入(c)式可得交流側(cè)電壓控制率為 7尸,<formula>formula see original document page 5</formula>
d、開關(guān)邏輯控制將公式(e)的計算結(jié)果作為實現(xiàn)所需交流電流矢量的指令 電壓矢量，并采用空間矢量脈寬調(diào)制(svpwm)來控制整流器的開關(guān)器件。
權(quán)利要求1、一種基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，由主電路、檢測電路和控制電路組成，所述的主電路包括平波電抗器電路(2)、功率模塊電路(4)、輸出濾波電路(5)和散熱風(fēng)機電路(7)，所述的檢測電路包括輸入三相電壓檢測電路(1)、輸入三相電流檢測電路(3)、輸出電壓電流檢測電路(6)，其特征在于所述的控制電路由數(shù)字信號處理器DSP及外圍電路組成。
2、 一種根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，其特 征在于所述的數(shù)字信3處理器DSP是TMS320LF2407數(shù)字信3處理器。
3、 一種根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，其特 征在于所述的外圍電路包括晶振電路、電源電路、AD采樣電路、PWM輸出 隔離電路。
專利摘要本實用新型公開了一種基于三相脈沖整流器的直流穩(wěn)壓電源，包括主電路、檢測電路和控制電路，所述的控制電路包括TMS320LF2407數(shù)字信號處理器DSP及晶振電路、電源電路、AD采樣電路、PWM輸出隔離電路。本實用新型增加了數(shù)字信號處理器DSP，可以對直流穩(wěn)壓電源進行采樣、直流電壓控制、交流電流控制和開關(guān)邏輯控制，使得直流穩(wěn)壓電源可以實現(xiàn)數(shù)字化處理。通過對輸入的三相380V交流電壓進行可控直流，得到穩(wěn)定的直流600V電壓。通過采用預(yù)測電流控制方法，從而使輸入電流的形狀接近正弦波形狀并與輸入電網(wǎng)電壓同相位，從而使得交流輸入功率因數(shù)接近于1，大大減小對電網(wǎng)的污染。
文檔編號H02M7/02GK201340561SQ20092001029
公開日2009年11月4日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者吳志友, 戴碧君, 車向中, 馬惠春 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心