电机车直流变换器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种架线电机车辅助电源的改进，这种装置主要用于做架线电机车的照明灯及电喇叭工作电源。由过电压抑制电路，电源启动电路，脉冲控制电路，驱动电路，半桥功率变换电路，整流滤波电路，自供电电路，过电流限制电路，磁记忆过电流保护电路，过电流恢复电路，过电压截止保护电路，稳压电路，负载控制电路及瞬变二极管过电压保护电路所组成。该装置具有电源变换效率高，性能稳定，保护完善可靠，使用方便优点。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种架线电机车直流变换器的改进，这种装置适用于做架线电机车的辅助电源，该电源用来向电机车的照明灯和电喇叭供电。目前架线电机车的辅助电源，正在由可控硅直流断续器向晶体管或IGBT功率管的开关电源过渡。虽然专利号为ZL94214401.5的专利基本满足了电机车辅助电源的需要，但在实际使用中还存在以下几点不足1．电网过电压时压敏电阻放电，输入回路电流瞬间增大，保险丝熔断。2．负载发生短路故障时输入或输出保险丝熔断。3. 用压敏电阻做过电压保护，其残压过高效果不太理想。由于煤矿井下的恶劣环境，电网过电压及负载短路的现象经常发生，造成保险丝频繁熔断，虽然保险丝熔断是正常现象，但给用户使用带来了许多不便。尤其是在煤矿井下换一次保险丝往往需要很长时间，将影响煤矿的安全生产。本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用方便，成本低，保护更加迅速可靠的电机车直流变换器。采用了它励功率变换电路，使之能适用于1000伏以下的电网。采用了电源启动电路，使电源变换效率有所提高。采用了性能稳定的集成脉宽调制器进行脉宽调制，为过电压保护和过电流保护提供了方便条件。采用瞬变二极管进行过电压保护，瞬变二极管动作速度快残压低。尤其是采用了过电压截止保护和磁记忆过电流保护，当电网发生过电压时过电压截止保护使脉宽调制器停止脉冲输出，当负载发生短路故障时磁记忆过电流保护断开脉宽调制器的工作电源，使脉宽调制器停止脉冲输出。因此电网发生一般的过电压或负载短路故障本技术的保险丝均不熔断，当发生特高过电压时瞬变二极管放电，保险丝熔断，这样减少了保险丝熔断的次数。本技术的目的是这样实现的熔断器RD，电感L1、限流电阻R1，整流二极管D1，和电容C1串接在电源电压与地线(2)之间，成为本技术的过电压抑制电路。当电网电压瞬间升高电容C1两端电压不能突变，抑制本电源电压的上升率。二极管D1还起电源反接保护的作用。电阻R5、R6，稳压二极管WY5串接在电源电压正电端(二极管D1的阴极)和地线(2)之间，电阻R5、R6的连接点与三极管BG1的集电极相连，电阻R6，稳压二极管WY5的连接点与三极管BG1的基极相连，三极管BG1的发射极与二极管D2相连，成为本技术的电源启动电路。二极管D2的阴极是电源启动电路的输出端，电源给电启动时向脉宽调制器，驱动电路，磁记忆过电流保护电路供电。脉宽调制器U1的脚2与脚15相连，脚13与脚14相连，脚7、脚9、脚10直接与地线(1)相连，电阻R9两端分别接在脚2与脚3两端，电容C2接在脚3与地线(1)之间，电容C3和电阻R7串接在脚2与脚3之间，电容C2、C3电阻R7、R9起抗干扰的作用，电阻R8、R10串接在脚13、脚14与地线(1)之间，其连接点与脚2、脚15相连，把脚13、脚14的5伏基准电压分压为2.5伏电压加到脚2、脚15上，做为脉宽调制器的给定电压，电容C4接在脚13、脚14与地线(1)之间，起抗干扰作用，电容C5并接在脚13、脚14与脚4之间，构成慢启动电路，使本技术输出电压渐渐上升到稳定值，减少本技术启动时对灯丝的冲击，电阻R11、R12串接在脚13、脚14与地线(1)之间，其连接点与脚4相连，通过电阻R11、R12的分压作用，在脚4设置一个死区电压，防止功率管BG4、BG5共态导通的现象发生，电容C6接在脚5与地线(1)之间，电阻R13接在脚6与地线(1)之间，用来设置脉宽调制器U1的脉冲频率，电阻R15接在脚16与地线(1)之间，继电器接点JB1、JB2串接在启动电路输出端(D2阴极)与脉宽调制器U1的脚12之间，为脉宽调制器U1提供12伏正电，脉宽调制器U1的脚8、脚11是脉宽调制器的输出端，上述电路为脉冲控制电路，用来向驱动电路输出脉冲宽度可调的脉冲信号。电阻R16、R17分别并接在三极管BG2、BG3的基极与发射极之间，三极管BG2、BG3的基极又分别接在脉宽调制器U1的脚8、脚11上，三极管BG2、BG3的集电极和二极管D3、D4的阳极共同与地线(1)相连接，二极管D3、D4的阴极分别接在脉冲变压器B1、B2一次绕组的一端，一次绕组的另一端分别接在三极管BG2、BG3的发射极上，电容C7接在脉冲变压器B1、B2一次绕组中间抽头的连接点与地线(1)之间，电阻R14接在继电器接点JB1、JB2的连接点与脉冲变压器B1、B2中间抽头的连接点之间，电阻R18、R19、R20串接在脉冲变压器B1的二次绕组两端，加速电容C8并接在电阻R18两端，电阻R19、R20的连接点与三极管(或IGBT管)BG4的基极(或栅极)相连接，三极管(或IGBT管)BG4的发射极与电阻R20另一端相连接，电阻R21、R22、R23串接在脉冲变压器B2的二次绕组两端，二次绕组的一端与地线(2)相连，另一端与电阻R21相连，加速电容C9并接在电阻R21两端，电阻R22、R23的连接点与三极管(或IGBT管)BG5的基极(或栅极)相连接，上述电路为本技术的驱动电路，用来向半桥功率变换电路输出足够功率的脉冲驱动信号，同时改善半桥功率变换电路的性能。三极管(或IGBT管)BG4的发射极与三极管(或IGBT管)BG5的集电极串连后接在电源电压正电端(二极管D1的阴极)与地线(2)之间，三极管(或IGBT管)BG4的基极(或栅极)与电阻R19、R20的连接点相连，发射极与电阻R20另一端相连，三极管(或IGBT管)BG5的基极(或栅极)与电阻R22、R23的连接点相连，发射极与电阻R23的另一端相连，二极管D5、D6分别并接在三极管(或IGBT管)BG4、BG5集电极与发射极之间，电容C10、C11，电阻R24、R25分别串接在电源电压正电端(二极管D1阴极)与地线(2)之间，电容C10、C11，电阻R24、R25的串联连接点相连后又与变压器B3的一次绕组相连，三极管(或IGBT管)BG4、BG5的连接点经过电流互感器HL一次绕组，电容C13与变压器B3的一次绕组相连，上述电路为本技术的半桥功率变换电路，把驱动电路的脉冲信号进行放大，经过变压器B3进行电压变换。肖特基半桥整流电路ZL的脚1、脚3分别接在变压器B3二次绕组两端，电感L2，电容C17串接在半桥整流电路脚2与变压器B3的二次绕组中间抽头(3)之间，电感L2与电容C17的连接点经过恢复按钮接点AN/2向负载输出正电，电阻R28，电容C15串接在半桥整流电路ZL的脚1与脚2之间，电阻R29，电容C16串接在半桥整流电路的脚3与脚2之间，起半桥整流电路过电压保护的作用，上述电路为本技术的整流滤波电路，把半桥功率变换电路输出的高频脉冲电压变换成平滑的直流电压，该电压除了向负载供电外还向本机自供电。二极管D11，电阻R30串连后一端接在电感L2和电容C17的连接点上，另一端接在继电器接点JB1、JB2的连接点上，上述电路为本技术的自供电电路。电流互感器HL的二次绕组两端分别与整流二极管D8、D9的阳极相连，二次绕组的中间抽头与地线(2)或地线(1)相连，电位器W1和电容C12并联后连接在整流二极管D8、D9的连接点与地线(2)或地线(1)之间，电位器W1的中间端经稳压二极管WY6，二极管D7与脉宽调制器U1脚16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机车直流变换器，熔断器ＲＤ，电感Ｌ１，限流电阻Ｒ１，整流二极管Ｄ１，电容Ｃ１，串接在电源电压和地线（２）之间，其中二极管Ｄ１的阴极与电容Ｃ１的正极相连，电容Ｃ１的负极与地线（２）相连，上述电路的连接为本实用新型的过电压抑制电路；电阻Ｒ５、Ｒ６，稳压二极管ＷＹ５串接在电源电压正电端（二极管Ｄ１的阴极）与地线（２）之间，三极管ＢＧ１的集电极接在电阻Ｒ５与Ｒ６的连接点上，三极管ＢＧ１的基极接在电阻Ｒ６与稳压二极管ＷＹ５阴极的连接点上，二极管Ｄ２的阳极接在三极管ＢＧ１的发射极上，上述电路的连接为本实用新型的电源启动电路；脉宽调制器Ｕ１的脚２与脚１５相连，脚１３与脚１４相连，脚７、脚９、脚１０直接与地线（１）相连，电阻Ｒ９两端分别接在脚３和脚２、脚１５上，电容Ｃ２接在脚３和地线（１）之间，电容Ｃ３和电阻Ｒ７串接在脉宽调制器Ｕ１的脚３与脚２、脚１５两端，电阻Ｒ８、Ｒ１０串接在脉宽调制器Ｕ１的脚１３、脚１４与地线（１）之间，其连接点又与脉宽调制器Ｕ１的脚２、脚１５相连，电容Ｃ４接在脉宽调制器Ｕ１脚１３、脚１４和地线（１）之间，电容Ｃ５并接在脉宽调制器Ｕ１脚１３、脚１４与脚４之间，电阻Ｒ１１、Ｒ１２串接在脉宽调制器Ｕ１脚１３、脚１４与地线（１）之间，其连接点与脉宽调制器Ｕ１脚４相连，电容Ｃ６接在脉宽调制器Ｕ１的脚５与地线（１）之间，电阻Ｒ１３接在脉宽调制器Ｕ１的脚６与地线（１）之间，脉宽调制器Ｕ１脚１２经过继电器接点ＪＢ１、ＪＢ２串接在电源启动电路输出端（二极管Ｄ２阴极），脉宽调制器Ｕ１的脚８与脚１１是脉宽调制器的输出端，上述电路的连接为本实用新型的脉冲控制电路；电阻Ｒ１６、Ｒ１７分别并接在三极管ＢＧ２、ＢＧ３的基极与发射极之间，三极管ＢＧ２、ＢＧ３的基极分别与脉宽调制器Ｕ１的脚８、脚１１相连，三极管ＢＧ２、ＢＧ３的集电极、二极管Ｄ３、Ｄ４的阳极共同与地线（１）相连，二极管Ｄ３、Ｄ４的阴极分别接在脉冲变压器Ｂ１、Ｂ２一次绕组的一端，脉冲变压器Ｂ１、Ｂ２一次绕组的另一端分别接在三极管ＢＧ２、ＢＧ３的发射极上，两个脉冲变压器Ｂ１、Ｂ２的一次绕组中间抽头相连，电容Ｃ７正极接在脉冲变压器Ｂ１、Ｂ２中间抽头的连接点上，电容Ｃ７的负极与地线（１）相连，电阻Ｒ１４接在脉冲变压器Ｂ１、Ｂ２中间抽头的连接点与继电器接点ＪＢ１、ＪＢ的连接点之间，电阻Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０串接在脉冲变压器Ｂ１的二次绕组两端，加速电容Ｃ８并接在电阻Ｒ１８两端，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝杰，
申请(专利权)人：李孝杰，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]