雙單元熱備份直流電源裝置及鐵路機車的製作方法
2023-07-09 07:33:01
專利名稱：雙單元熱備份直流電源裝置及鐵路機車的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵路機車用直流電源技術，尤其涉及一種雙單元熱備份直流電源裝置 及鐵路機車。
背景技術：
目前在鐵路機車上，一般採用直流電源裝置為機車控制電路供電，同時為蓄電池 充電。直流電源裝置一般採用雙單元冷備份，即兩個直流電源裝置並聯，共同接到機車控制 電路和蓄電池電路，通過輸入接觸器來控制在兩個直流電源裝置之間的轉換。但是機車控 制電路的微機網絡控制系統、變流器控制系統及其他用電設備等負載一般要求電源電壓穩 定，最好採用恆壓控制。而蓄電池充電一般要求採用恆壓限流混合充電法在充電開始階 段，由於電池電壓過低，為避免電流過大而損壞電池，就採用恆流充電法來限制充電電流； 當電壓達到預定值時，進入恆壓充電方式。由於蓄電池組與直流電源裝置的負載並聯，當蓄 電池組電壓過低或饋電，需採用恆流充電時，充電電壓可能會低於負載電路的負載最低工 作電壓，導致機車控制系統無法正常工作，甚至會引起機車擊破。如果為了保證機車控制電 路正常工作而不限制充電電壓，蓄電池的充電電流將是蓄電池最大安全電流的幾倍，如果 充電器的輸出功率與容量足夠大的話，必定會造成蓄電池的損壞；如果充電器的容量不夠， 那就必定會造成充電器的過載燒毀。
發明內容
本發明的目的就是克服上述現有技術之不足，提供一種結構簡單、既可向負載提 供穩定工作電壓，同時又能以較低電壓向蓄電池組恆流充電的雙單元熱備份直流電源裝置。本發明的目的是這樣實現的一種雙單元熱備份直流電源裝置，包括一個控制器 CONTRL和兩個直流電源單元PSUl及PSU2，輸入接觸器CTTl及CTT2分別串接在各個直流 電源單元的一個輸入端上，兩個直流電源單元PSUl及PSU2的輸出負端接至負載電路LD和 蓄電池組BAT的負端，其特徵在於其中一個直流電源單元PSU2的輸出正端接至負載電路LD 的正端，另一個直流電源單元PSUl的輸出正端接至蓄電池組BAT的正端，逆流二極體Dl的 正端接至蓄電池組BAT的正端，負端接至負載電路LD的正端，故障接觸器FTTl與二極體Dl 並接。本發明提供一種鐵路機車，其直流電源裝置採用本發明所述的雙單元熱備份直流 電源裝置。本發明的雙單元備份直流電源裝置及機車，利用兩個單元分別為機車控制電路及 蓄電池充電電路供電，一方面，實現了獨立的機車控制電路電源DCllOV恆壓控制，不受蓄 電池充電限流的影響，使控制系統工作更穩定。另一方面，實現了獨立的蓄電池恆壓限流充 電控制，不受最低輸出電壓的限制。可以降低每個供電單元的輸出功率，使得供電單元的輸 入、輸出電流大幅降低，散熱狀況大大改善，更有利於提高供電單元的可靠性。在任意單元發生故障時，可以轉為蓄電池組與機車控制電路並聯連接到正常的供電單元的工作模式， 不影響機車的正常運行。在輸入電源突然斷電情況下，蓄電池可以為控制電路供電，使機車 控制電路供電不間斷。
圖1為本發明實施例的電路原理示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，實施例的雙單元熱備份直流電源裝置的電路主要由控制器C0NTRL、 輸入接觸器CTTl及CTT2、直流電源單元PSUl及PSU2、蓄電池組BAT、機車DCllOV控制電路 負載LD、逆流二極體Dl及故障接觸器FTTl組成。在直流電源單元PSUl及PSU2均正常情 況下，輸入接觸器CTTl及CTT2均閉合，由PSUl向蓄電池組BAT充電，採用恆壓限流法，供 電電壓可以為109V，也可以為受蓄電池溫度補償控制的電壓值；由PSU 2向機車控制電路 LD供電，當PSUl的輸出電壓> 109V時，供電電壓為PSUl的輸出電壓+IV，當PSUl的輸出 電壓彡109V時，供電電壓為110V。由於Dl的反向壓降彡0，PSU1不為機車控制電路供電。 當PSUl故障時，通過控制故障接觸器FTTl閉合，實現PSU2同時向機車控制電路LD供電及 向蓄電池組BAT充電；當PSU2故障時，PSU1在為蓄電池組BAT充電的同時，還通過D1立即 向機車控制電路供電，使機車控制電路供電不間斷。當輸入電源斷電時，蓄電池組立即通過 D1向機車控制電路供電，使機車控制電路LD供電不間斷。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替 換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神 和範圍。
權利要求
1.一種雙單元熱備份直流電源裝置，包括一個控制器CONTRL和兩個直流電源單元 PSUl及PSU2，輸入接觸器CTTl及CTT2分別串接在各個直流電源單元的一個輸入端上，兩 個直流電源單元PSUl及PSU2的輸出負端接至負載電路LD和蓄電池組BAT的負端，其特徵 在於其中一個直流電源單元PSU2的輸出正端接至負載電路LD的正端，另一個直流電源單 元PSUl的輸出正端接至蓄電池組BAT的正端，逆流二極體Dl的正端接至蓄電池組BAT的 正端，負端接至負載電路LD的正端，故障接觸器FTTl與二極體Dl並接。
2.一種鐵路機車，其特徵在於直流電源裝置採用權利要求1所述的雙單元熱備份直流 電源裝置。
全文摘要
本發明的雙單元熱備份直流電源裝置，由控制器CONTRL和兩個直流電源單元PSU1及PSU2構成，PSU1及PSU2的輸出負端接至負載電路LD和蓄電池組BAT的負端，PSU2的輸出正端接至負載電路LD的正端，PSU1的輸出正端接至蓄電池組BAT的正端，逆流二極體D1的正端接至蓄電池組BAT的正端，負端接至負載電路LD的正端，故障接觸器FTT1與二極體D1並接。結構簡單、既可向負載提供穩定工作電壓，同時又能以較低電壓向蓄電池組恆流充電。
文檔編號H02J7/00GK102136755SQ201110026640
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者代興軍, 宮治國, 李新, 楊守軍, 蔡志偉, 高洪光 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司