一种装甲车辆用正负双路主机电源及其工作方法技术

本发明专利技术公开一种装甲车辆用正负双路主机电源及其工作方法，包括正负组整流模块组件、正负组输入滤波电容组件、正负组IGBT功率模块组件、正负组续流二极管组件、正负组滤波电感组件、正负组支撑电容组件、共模滤波器、电压传感器组件、电流传感器组件、DSP控制电路。本发明专利技术能够两路独立输出+28V、

【技术实现步骤摘要】
一种装甲车辆用正负双路主机电源及其工作方法


[0001]本专利技术涉及坦克装甲车辆电源电气系统
，特别是涉及一种装甲车辆用正负双路主机电源及其工作方法。

技术介绍

[0002]一直以来，坦克装甲车辆的供电主要由主机发电机及主机电源提供，其中，主机发电机以卡箍固定方式安装在主发动机(简称主机)侧面，通过齿轮从主发动机取力发电，将机械能转化为电能。再经过主机电源调制获得稳定的直流电源输出。传统的供电方案由励磁发电机与调压控制器组合而成。励磁发电机绕组输出交流电后经硅整流器不控整流为直流电，再经由调压控制器调整发电机的励磁电流将电压稳定在一定范围内，从而获得稳定电源。随着坦克装甲车辆电气化
的发展，大量新型电子设备运用于坦克装甲车辆，提升了用电需求。部分车辆为了提高功率密度，扩展供电体制，增加用电设备范围，采用
±
28V体制，使得一部分设备工作在0～28V或
‑
28～0V体制下，部分大功率设备如(驱动电机、空调)采用
‑
28～+28V供电，为此还要考虑正负电网的均衡问题。以上用电负载功率的增加，对主机发电机与主机电源的输出功率需求大幅提升。而主机发电机的安装位置和尺寸有相应国家标准，均有上限约束。因此不能通过单纯增加电机体积提升电机功率。传统方案的励磁发电机的转子励磁结构需要付出额外的体积与重量代价，功率密度较低，输出功率不能满足提升后的用电需求。同时励磁控制的调压原理也使得在发动机怠速运行电机转速较低时，无法建立足够的绕组磁势，怠速带载能力弱。虽然励磁电机调压控制器有结构简单，成本较低的优点。但通过调节励磁电流改变绕组磁通，进而实现闭环调压的基本原理，也使得电源的动态响应较慢，瞬态性能不佳。另外，此前在
±
28V体制装甲车辆上应用的双绕组
±
28V励磁发电系统中，虽然正负组输出定子绕组相互独立，单正负组共用励磁电路，励磁磁通存在耦合，导致两套绕组的输出能力未能完全解耦，独立工作。载荷及转速变化时，两套绕组的输出将互相影响。进而影响电源的动态性能等品质。如果将主机发电机更改为双绕组永磁同步发电机，由永磁体提供恒定的转子磁通，不再需要励磁结构，大幅提高了电机功率密度。同时电机双绕组互相解耦，可独立输出电能，解决了正负电网的均衡问题。
[0003]现有技术中缺少与高功率的双绕组永磁同步电机进行匹配的电源，为解决车辆用电需求提升的问题，迫切需要提供一种装甲车辆用正负双路主机电源。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种装甲车辆用正负双路主机电源及其工作方法，具有双路独立输出、高功率密度、高精度、低纹波、快速动态响应的特点。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种装甲车辆用正负双路主机电源，包括：
[0006]正负组整流模块组件，用于接收双绕组永磁同步电机转动后产生的正组交流输入
电压和负组交流输入电压，并对所述正组交流输入电压和负组交流输入电压进行整流，得到直流正组输入电压和直流负组输入电压，所述正负组整流模块组件与接地母线相连接；
[0007]正负组输入滤波电容组件，其分别与所述正负组整流模块组件、接地母线相连接；
[0008]正负组IGBT功率模块组件，其分别与所述正负组整流模块组件、正负组输入滤波电容组件、DSP控制电路相连接；
[0009]正负组续流二极管组件，其分别与所述正负组IGBT功率模块组件、接地母线相连接；
[0010]正负组滤波电感组件，其分别与所述正负组IGBT功率模块组件、正负组续流二极管组件相连接；
[0011]正负组支撑电容组件，其分别与所述正负组滤波电感组件、接地母线相连接；
[0012]共模滤波器，用于输出正负双路电源，所述共模滤波器分别与所述正负组滤波电感组件、正负组支撑电容组件相连接；
[0013]电压传感器组件，用于采集直流正组输入电压和直流负组输入电压，并将输入电压进行数模转换后的信号发送至DSP控制电路，所述电压传感器组件的输入端分别与所述正负组整流模块组件、共模滤波器的输出端相连接，所述电压传感器组件的输出端与所述DSP控制电路的输入端相连接；
[0014]电流传感器组件，用于采集所述正负组滤波电感组件中的每相电感电流，并将电流进行数模转换后的信号发送至DSP控制电路，所述电流传感器组件的输入端与所述正负组滤波电感组件的输出端相连接，所述电流传感器组件的输出端与所述DSP控制电路的输入端相连接；
[0015]DSP控制电路，用于接收上位机下发的发电信号和发电电压指令值，并判断模数转换后的直流正组输入电压和直流负组输入电压是否满足发电电压指令值，得到误差值。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述正负组整流模块组件包括：
[0017]正组整流模块S1，其输入端用于接收双绕组永磁同步电机转动后产生的正组交流输入电压，所述正组整流模块S1的负极与接地母线相连接；
[0018]负组整流模块S2，其输入端用于接收双绕组永磁同步电机转动后产生的负组交流输入电压，所述负组整流模块S2的正极与接地母线相连接。
[0019]在本专利技术的一实施例中，所述正负组输入滤波电容组件包括：
[0020]正组输入滤波电容C
i1
，其正极与所述正组整流模块S1的正极相连接，所述正组输入滤波电容C
i1
的负极与正组整流模块S1的负极、接地母线相连接；
[0021]负组输入滤波电容C
i2
，其正极与所述正组整流模块S2的正极、接地母线相连接，所述负组输入滤波电容C
i2
的负极与正组整流模块S2的负极相连接。
[0022]在本专利技术的一实施例中，所述正负组IGBT功率模块组件包括：
[0023]正组IGBT功率模块组件G1，其正极与所述正组整流模块S1的正极、正组输入滤波电容C
i1
的正极相连接；
[0024]负组IGBT功率模块组件G2，其负极与所述正组整流模块S2的负极、负组输入滤波电容C
i2
的负极相连接。
[0025]在本专利技术的一实施例中，所述正负组续流二极管组件包括：
[0026]正组续流二极管组件D1，其正极与接地母线相连接，所述正组续流二极管组件D1的
负极与正组IGBT功率模块组件G1的负极相连接；
[0027]负组续流二极管组件D2，其负极与接地母线相连接，所述负组续流二极管组件D2的正极与负组IGBT功率模块组件G2的正极相连接。
[0028]在本专利技术的一实施例中，所述正负组滤波电感组件包括：
[0029]正组滤波电感L1，其正极与正组IGBT功率模块组件G1的负极、正组续流二极管组件D1的负极连接；
[0030]负组滤波电感L2，其负极与负组IGBT功率模块组件G2的正极、负组续流二极管组件D2的正极连接。
[0031]在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装甲车辆用正负双路主机电源，其特征在于，包括：正负组整流模块组件(10)，用于接收双绕组永磁同步电机转动后产生的正组交流输入电压和负组交流输入电压，并对所述正组交流输入电压和负组交流输入电压进行整流，得到直流正组输入电压和直流负组输入电压，所述正负组整流模块组件(10)与接地母线相连接；正负组输入滤波电容组件(20)，其分别与所述正负组整流模块组件(10)、接地母线相连接；正负组IGBT功率模块组件(30)，其分别与所述正负组整流模块组件(10)、正负组输入滤波电容组件(20)、DSP控制电路(100)相连接；正负组续流二极管组件(40)，其分别与所述正负组IGBT功率模块组件(30)、接地母线相连接；正负组滤波电感组件(50)，其分别与所述正负组IGBT功率模块组件(30)、正负组续流二极管组件(40)相连接；正负组支撑电容组件(60)，其分别与所述正负组滤波电感组件(50)、接地母线相连接；共模滤波器(70)，用于输出正负双路电源，所述共模滤波器(70)分别与所述正负组滤波电感组件(50)、正负组支撑电容组件(60)相连接；电压传感器组件(80)，用于采集直流正组输入电压和直流负组输入电压，并将输入电压进行数模转换后的信号发送至DSP控制电路(100)，所述电压传感器组件(80)的输入端分别与所述正负组整流模块组件(10)、共模滤波器(70)的输出端相连接，所述电压传感器组件(80)的输出端与所述DSP控制电路(100)的输入端相连接；电流传感器组件(90)，用于采集所述正负组滤波电感组件(50)中的每相电感电流，并将电流进行数模转换后的信号发送至DSP控制电路(100)，所述电流传感器组件(90)的输入端与所述正负组滤波电感组件(50)的输出端相连接，所述电流传感器组件(90)的输出端与所述DSP控制电路(100)的输入端相连接；DSP控制电路(100)，用于接收上位机下发的发电信号和发电电压指令值，并判断模数转换后的直流正组输入电压和直流负组输入电压是否满足发电电压指令值，得到误差值。2.根据权利要求1所述的一种装甲车辆用正负双路主机电源，其特征在于，所述正负组整流模块组件(10)包括：正组整流模块S1，其输入端用于接收双绕组永磁同步电机转动后产生的正组交流输入电压，所述正组整流模块S1的负极与接地母线相连接；负组整流模块S2，其输入端用于接收双绕组永磁同步电机转动后产生的负组交流输入电压，所述负组整流模块S2的正极与接地母线相连接。3.根据权利要求2所述的一种装甲车辆用正负双路主机电源，其特征在于，所述正负组输入滤波电容组件(20)包括：正组输入滤波电容C
i1
，其正极与所述正组整流模块S1的正极相连接，所述正组输入滤波电容C
i1
的负极与正组整流模块S1的负极、接地母线相连接；负组输入滤波电容C
i2
，其正极与所述正组整流模块S2的正极、接地母线相连接，所述负组输入滤波电容C
i2
的负极与正组整流模块S2的负极相连接。4.根据权利要求3所述的一种装甲车辆用正负双路主机电源，其特征在于，所述正负组
IGBT功率模块组件(30)包括：正组IGBT功率模块组件G1，其正极与所述正组整流模块S1的正极、正组输入滤波电容C
i1
的正极相连接；负组IGBT功率模块组件G2，其负极与所述正组整流模块S2的负极、负组输入滤波电容C
i2
的负极相连接。5.根据权利要求4所述的一种装甲车辆用正负双路主机电源，其特征在于，所述正负组续流二极管组件(40)包括：正组续流...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华源，王震，王亚庆，陈嘉伟，邢彦斌，田德文，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：