[发明专利]一种铁路专用低压电源及半闭环控制方法

说明书

本发明涉及一种铁路专用低压电源及半闭环控制方法，该铁路专用低压电源的主电路由七个变换器模块M1、五个连接电抗器L、三个耦合式电容器C、一个单相不可控整流桥、一个三相不可控整流桥、三个输出滤波模块F和一个共用电感Lm组成。该电源通过采用整流PWM闭环稳压控制算法对变换器模块M1进行PWM整流，单相不可控整流桥进行电流补充回流；同时采用电压提升半闭环控制算法对三个变换器模块M1利用连接电抗L和耦合电容器C实现内部电压提升；最后采用PWM闭环逆变控制算法实现三个变换器模块M1进行三相380V电压的输出，为铁路低压电力系统提供稳定的交流电源，且结构简单巧妙，易于实现，实现成本低，有利于拓展和普及应用。

技术领域

本发明属于电气化铁路低压配电技术领域，尤其涉及一种铁路专用低压电源及半闭环控制方法。

背景技术

铁路电力配电一直是铁路供电领域的重要组成部分，铁路信号设备、信息设备、通信设备、隧道通风、照明、道岔融雪等都需要铁路低压380V电源。其中，部分一级负荷需要两路甚至三路独立电源进行供电。然而，在新疆、西藏、青海等地，周围环境恶劣，缺乏公用电网建设项目，导致低压电源难以取得。但是为了满足设计要求，又必须接引多路电源进行供电，这一矛盾始终得不到缓解。

常规措施，采用27.5/0.22kV或27.5/0.4kV变压器进行供电。一方面，27.5kV受铁路机车冲击性和非线性的影响，存在电压波动和电压谐波，造成0.22kV和0.4kV侧电压质量恶化，一系列低压负荷不能可靠工作。另一方面，部分负荷要求三相380V电源，而该类27.5/0.4kV变压器只能在部分牵引变电所取得，沿线AT所，分区所无法取得，造成该类变压器应用范围受限。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可适用于单相输入和三相输入场合，为铁路低压配电系统提供稳定的380V电源，且结构简单、巧妙，易于实现，实现成本低的铁路专用低压电源，以及该铁路专用低压电源的半闭环控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种铁路专用低压电源，包括有主电路，所述主电路由七个变换器模块M1、五个连接电抗器L、三个耦合式电容器C、一个单相不可控整流桥、一个三相不可控整流桥、三个输出滤波模块F和一个共用电感Lm组成；其中，第一个变换器模块M1的输入端设有分别接入在输入侧的A相和C相上的第一个连接电抗器L和第二个连接电抗器L，所述第一个变换器模块M1的输出端并联有单相不可控整流桥，且所述单相不可控整流桥的交流侧接入在输入侧的B相上，同时所述单相不可控整流桥的直流侧并联有第二个变换器模块M1、第三变换器模块M1和第四个变换器模块M1，所述第二个变换器模块M1、第三变换器模块M1和第四个变换器模块M1的其中一个桥臂分别设有第三个连接电抗器L、第四个连接电抗器L和第五个连接电抗器，并分别经第三个连接电抗器L、第四个连接电抗器L和第五个连接电抗器连接在第一个耦合式电容器C、第二个耦合式电容器C和第三个耦合式电容器C的p点上；所述第二个变换器模块M1、第三变换器模块M1和第四个变换器模块M1的另一个桥臂分别连接在第一个耦合式电容器C、第二个耦合式电容器C和第三个耦合式电容器C的q点上；同时所述第一个耦合式电容器C、第二个耦合式电容器C和第三个耦合式电容器C的p点分别连接在输入侧A相、B相和C相上，所述第一个耦合式电容器C、第二个耦合式电容器C和第三个耦合式电容器C的q点连接在三相不可控整流桥的输入端上；所述三相不可控整流桥的输出端并联有大容量储能电容，所述大容量储能电容的两端并联有第五个变换器模块M1、第六个变换器模块M1和第七个变换器模块M1，所述第五个变换器模块M1、第六个变换器模块M1和第七个变换器模块M1的交流侧分别设有第一个滤波器模块F、第二个滤波器模块F和第三个滤波器模块F；所述第一个滤波器模块F、第二个滤波器模块F和第三个滤波器模块F的其中一个输出端分别为低压电源的A相输出端、B相输出端和C相输出端，另一个输出端组成星点并引出作为低压电源的地线，同时该星点通过共用电感Lm引出作为低压电源的N相输出端。