一種基于扼流變壓器的新型直流電源電路的制作方法
【專利說明】一種基于扼流變壓器的新型直流電源電路
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于扼流變壓器的新型直流電源電路，屬于鐵路電氣技術(shù)領(lǐng)域與電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]
電氣化鐵路沿線特別是高速鐵路和動車沿線均有高壓線路鋪設(shè)，并伴有相關(guān)設(shè)置，但由于沒有低壓電源導(dǎo)致眾多低壓電氣設(shè)備依然無法接入進行應(yīng)用，極大地限制了高速鐵路的自動化與信息化的進一步提高與改善。
[0003]在電氣化牽引區(qū)段中，為了保證牽引電流順利流過絕緣節(jié)，在軌道電路的發(fā)送端、接受端設(shè)置扼流變壓器，軌道電路設(shè)備通過扼流變壓器接向軌道，并傳遞信號信息。對于電氣化軌道系統(tǒng)包括扼流變壓器研究比較多，而利用電氣化軌道系統(tǒng)本身，特別是利用扼流變壓器獲得電能再轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電源以供給其它用電設(shè)備的方案尚未見相關(guān)報道。目前不鋪設(shè)電力線纜獲得低壓電源的解決方案多采用光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電方案、電力儲能或是它們的各類組合供電方式等。傳統(tǒng)的不拉線獲得電源方案多采用各類綠色能源方案來實現(xiàn)。
[0004]扼流變壓器是安裝于電氣化鐵路牽引回流與鋼軌的連接處，用于導(dǎo)通牽引電流，或安裝于區(qū)間上、下行軌道電路中平衡牽引電流，使之不影響軌道電路的正常工作的重要設(shè)備。這是由于電氣化列車的軌道與大地之間是不絕緣的，所以牽引電流的一部分要流經(jīng)大地，從埋設(shè)在牽引變電所下面的接地網(wǎng)回到變壓器。同時鋼軌和吸上線不直接相連，而是通過在軌道電路絕緣節(jié)處增設(shè)的扼流變壓器，二者分別與變壓器的接線柱和中性點牢固連接，從而使?fàn)恳娏骰芈泛蛙壍佬盘柣芈犯髯孕纬蓪?dǎo)通回路，互不干擾。
[0005]基于扼流變壓器的新型直流電源電路極有前途的新技術(shù)，有著極為廣泛的應(yīng)用前景。該方案采用非拉線取電技術(shù)，無需鋪設(shè)專門的低壓電纜，也無需架設(shè)支架等輔助設(shè)置，解決方案靈活易實現(xiàn)、成本低、維護少，在工業(yè)應(yīng)用中可使取電設(shè)計更靈活從而有利于其它需電源的技術(shù)設(shè)備投入使用，有效提高電氣化鐵道系統(tǒng)整體的可靠性與靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]
本發(fā)明的目的是，為了解決電氣化鐵道沿線低壓電源不易獲取的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于扼流變壓器的新型直流電源電路，為采用不拉線取電技術(shù)提供一種全新的實現(xiàn)方案。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明一種基于扼流變壓器的新型直流電源電路包括: 基于扼流變壓器的取電電源單元，用于獲得電能，并將交流整流成直流；
濾波電路，用于減小電壓波動，進行直流濾波；
充電器單元，用于對能量存貯裝置進行充電，存貯能量；
穩(wěn)壓輸出單元，用于穩(wěn)定直流輸出，得到期望的直流電源。
[0008]基于扼流變壓器的取電電源單元連接濾波電路的輸入端；濾波電路的輸出端連接濾波電路的輸入端；濾波電路的輸出端連接充電器單元；充電器單元的電能經(jīng)穩(wěn)壓輸出單兀輸出。
[0009]基于扼流變壓器的取電電源單元包括扼流變壓器Tl、取電變壓器T3、取電變壓器T4、第一全橋整流器DBl和第二全橋整流橋DB2。扼流變壓器Tl原邊二個線圈分別連接取電變壓器T3和取電變壓器T4的原邊；取電變壓器T3的副邊連接第一全橋整流器DBl的輸入端，取電變壓器T4的副邊連接第二全橋整流橋DB2的輸入端；第一全橋整流器DBl的輸出端和第二全橋整流橋DB2的輸出端連接濾波電路。
[0010]本發(fā)明電路的基于扼流變壓器的取電電源單元，當(dāng)電力機車經(jīng)過鐵路沿線時，將有電流流經(jīng)第一鐵軌一扼流變壓器Tl原邊上側(cè)節(jié)點A —扼流變壓器中性點N ；電流流經(jīng)第二鐵軌一扼流變壓器Tl原邊下側(cè)節(jié)點C —扼流變壓器中性點N，此時在扼流變壓器原邊側(cè)A-N與C-N兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，則取電變壓器T3與T4得電工作，即向第一全橋整流橋DBl與第二全橋整流橋DB2提供電能，此兩個整流橋給后端提供一個變化的直流，其大小受制于流過A-N及C-N的電流大小及扼流變壓器自身具體性能參數(shù)。
[0011 ] 本發(fā)明電路的濾波電路，采用LC濾波電路，將DBl與DB2之后的濾波電感繞制在同一磁芯。
[0012]本發(fā)明電路的充電器單元，采用第一充電器和第二充電器兩組輸入，如各自部分輸入電流不一致將導(dǎo)致變壓器Tl出現(xiàn)直流偏磁，將對系統(tǒng)造成不利影響，對充電器單元采用輸出平衡控制方案，即對其充電器輸入電流采用均流方案。
[0013]本發(fā)明電路的DC/DC穩(wěn)壓輸出單元，輸入為超級電容(UC)或是蓄電池(B)，其端口電壓會變化，輸出則采用穩(wěn)壓輸出，其電壓根據(jù)實際系統(tǒng)應(yīng)用確定，與一般開關(guān)電源方案類似，此處不再給出具體電路。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用基于扼流變壓器的新型直流電源電路；電源系統(tǒng)具備充電與儲能能力，以確保沒有系統(tǒng)沒有能量輸入的情況下仍然持續(xù)工作。該電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠、實用。系統(tǒng)具備高可靠性與高效率，解決了目前電氣化鐵路沿線因為不便鋪設(shè)電纜帶來的低壓電源不易獲取的問題，很好地提供優(yōu)質(zhì)直流電源供給電氣與電子設(shè)備使用，并通過這類設(shè)備的投入運行進而大大提高電氣化鐵路系統(tǒng)整體可靠性與信息化水平，控制與監(jiān)控手段也將更靈活。這一解決方案本身應(yīng)用并不僅限于得到直流電源，也可以用于獲得穩(wěn)定的交流電源，更進一步說，此方案不限于電氣化鐵路系統(tǒng)，還可應(yīng)用于類似場口 ο
【附圖說明】
[0015]
圖1為扼流變壓器工作原理示意圖；
圖2為本發(fā)明一種基于扼流變壓器的新型直流電源電路的原理框圖； 圖中，10是基于扼流變壓器的取電電源單元；20是濾波電路單元；30是充電器單元；40是穩(wěn)壓輸出單元。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明實施例結(jié)合附圖進一步說明。
[0017]圖1是扼流變壓器示意圖；其中一路電流從第一鐵軌的A點進入扼流變壓器原邊的一組線圈，再流經(jīng)扼流變壓器原邊中性點N接地；另一路電流第二鐵軌的C點進入扼流變壓器原邊的另一組線圈，再流經(jīng)扼流變壓器原邊中性點N接地；扼流變壓器的