一種交流電源屏供電設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種交流電源屏供電設(shè)備和系統(tǒng)。該設(shè)備包括：第一整流器，接收第一輸入電源的電信號(hào)，并將其整流成第一直流信號(hào)；第二整流器，接收第二輸入電源的電信號(hào)，并將其整流成第二直流信號(hào)；第一逆變器，與第一整流器連接，將第一直流信號(hào)逆變?yōu)榈谝唤涣餍盘?hào)；第二逆變器，與第二整流器連接，將第二直流信號(hào)逆變?yōu)榈诙涣餍盘?hào)，第二逆變器還與第一逆變器連接，以使第一逆變器與第二逆變器中的一者能根據(jù)另一者輸出的交流信號(hào)調(diào)節(jié)自身的交流信號(hào)；交流母線，第一逆變器的輸出端與第二逆變器的輸出端連接至交流母線，以將第一和第二交流信號(hào)合并成一路交流信號(hào)對(duì)交流電源屏供電。由此，可以在雙路電源供電的情況下實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷供電。
【專利說(shuō)明】一種交流電源屏供電設(shè)備和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，具體地，涉及一種交流電源屏供電設(shè)備和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]信號(hào)電源屏是鐵路信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)備，其穩(wěn)定可靠的工作是信號(hào)設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)。隨著全國(guó)鐵路運(yùn)量的不斷提高，行車密度的加大，對(duì)鐵路電務(wù)設(shè)備，尤其是信號(hào)電源屏提出了越來(lái)越高的要求。
[0003]鐵路中目前使用的電源屏均采用兩路外部電源進(jìn)行供電，一路作為主用，一路作為備用。在主用電源和備用電源之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換是基于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(例如，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ATS)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)主用電源出現(xiàn)故障時(shí)，該轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換到備用電源，利用備用電源對(duì)電源屏繼續(xù)進(jìn)行供電。然而，由于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)固有的延遲，當(dāng)主用電源停用轉(zhuǎn)入備用電源工作時(shí)，電源屏的輸出會(huì)有瞬間的斷電。相關(guān)規(guī)則中規(guī)定，該瞬間斷電不得大于0.15秒，但正是這0.15秒的斷電，經(jīng)常造成開(kāi)放的信號(hào)機(jī)意外關(guān)閉、無(wú)車的區(qū)段意外閃爍紅光帶等現(xiàn)象，從而影響信號(hào)設(shè)備的正常使用，并縮短使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種交流電源屏供電設(shè)備和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電源屏的無(wú)間斷供電。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種交流電源屏供電設(shè)備，該設(shè)備包括:第一整流器，用于接收第一輸入電源的電信號(hào)，并將該電信號(hào)整流成第一直流信號(hào)；第二整流器，用于接收第二輸入電源的電信號(hào)，并將該電信號(hào)整流成第二直流信號(hào)；第一逆變器，與所述第一整流器連接，用于將所述第一直流信號(hào)逆變?yōu)榈谝唤涣餍盘?hào)；第二逆變器，與所述第二整流器連接，用于將所述第二直流信號(hào)逆變?yōu)榈诙涣餍盘?hào)，所述第二逆變器還與所述第一逆變器連接，以使所述第一逆變器與所述第二逆變器中的一者能夠根據(jù)另一者輸出的交流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的交流信號(hào)；以及交流母線，所述第一逆變器的輸出端與所述第二逆變器的輸出端連接至所述交流母線，以將所述第一交流信號(hào)與所述第二交流信號(hào)合并成一路交流信號(hào)對(duì)所述交流電源屏供電。
[0006]優(yōu)選地，所述第一整流器還與所述第二整流器連接，以使所述第一整流器與所述第二整流器中的一者能夠根據(jù)另一者輸出的直流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的直流信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括:切換裝置，該切換裝置的輸入端與所述第一輸入電源和所述第二輸入電源連接，該切換裝置的輸出端與所述交流電源屏連接，在所述切換裝置被觸發(fā)的情況下，所述第一輸入電源的電信號(hào)或所述第二輸入電源的電信號(hào)經(jīng)由所述切換裝置被直接提供至所述交流電源屏。
[0008]優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括:檢測(cè)裝置，與所述切換裝置連接，用于檢測(cè)由所述第一輸入電源、所述第一整流器、所述第一逆變器和所述交流母線形成的第一通路、以及由所述第二輸入電源、所述第二整流器、所述第二逆變器和所述交流母線形成的第二通路是否斷路，并在所述第一通路和所述第二通路斷路的情況下，輸出觸發(fā)信號(hào)至所述切換裝置，以觸發(fā)所述切換裝置工作。
[0009]優(yōu)選地，所述切換裝置為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ATS)。
[0010]優(yōu)選地，所述第一輸入電源和所述第二輸入電源為380V三相交流電源。
[0011]本實(shí)用新型還提供一種交流電源屏供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:第一輸入電源和第二輸入電源，用于提供電信號(hào)；上述供電設(shè)備，與所述第一輸入電源和所述第二輸入電源連接；以及交流電源屏，與所述供電設(shè)備連接。
[0012]在上述技術(shù)方案中，對(duì)兩路電源信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的交-直(AC/DC)和直-交(DC/AC)轉(zhuǎn)換后，將其進(jìn)行合并，可以實(shí)現(xiàn)兩路電源同時(shí)對(duì)電源屏進(jìn)行供電，并且當(dāng)其中一路出現(xiàn)故障停用時(shí)，另一路自動(dòng)進(jìn)行獨(dú)立供電，在這之間不存在延遲，因此，電源屏不會(huì)發(fā)生瞬間斷電現(xiàn)象，從而不會(huì)影響信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。
[0013]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的交流電源屏供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的替換實(shí)施方式的交流電源屏供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；以及
[0017]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的交流電源屏供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0019]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的交流電源屏供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該設(shè)備10可以包括:第一整流器101，用于接收第一輸入電源的電信號(hào)，并將該電信號(hào)整流成第一直流信號(hào)；第二整流器102，用于接收第二輸入電源的電信號(hào)，并將該電信號(hào)整流成第二直流信號(hào)；第一逆變器103，與所述第一整流器101連接，用于將所述第一直流信號(hào)逆變?yōu)榈谝唤涣餍盘?hào)；第二逆變器104，與所述第二整流器102連接，用于將所述第二直流信號(hào)逆變?yōu)榈诙涣餍盘?hào)，所述第二逆變器104還與所述第一逆變器103連接，以使所述第一逆變器103與所述第二逆變器104中的一者能夠根據(jù)另一者輸出的交流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的交流信號(hào)；以及交流母線105，所述第一逆變器103的輸出端與所述第二逆變器104的輸出端連接至所述交流母線105，以將所述第一交流信號(hào)與所述第二交流信號(hào)合并成一路交流信號(hào)對(duì)所述交流電源屏供電。
[0020]由于第一輸入電源和第二輸入電源可以同時(shí)對(duì)電源屏進(jìn)行供電，因此，在其中一個(gè)電源停用的情況下，可以通過(guò)另一個(gè)電源獨(dú)立地進(jìn)行供電，而在這種轉(zhuǎn)換之間不存在延遲，因此，電源屏不會(huì)出現(xiàn)瞬間斷電現(xiàn)象。
[0021]所述第一輸入電源和所述第二輸入電源可以例如為380V三相交流電源。由于交流電源產(chǎn)生的交流電壓可能不穩(wěn)定，不宜直接作為電源屏的輸入使用，因此，在所述供電設(shè)備10接收到第一輸入電源和第二輸入電源的電信號(hào)之后，其首先利用第一整流器101和第二整流器102對(duì)第一輸入電源和第二輸入電源的電信號(hào)進(jìn)行整流，經(jīng)過(guò)整流之后可以得到較穩(wěn)定的直流電信號(hào)，且這兩個(gè)直流電信號(hào)的電壓可以相等。
[0022]由于是對(duì)交流電源屏進(jìn)行供電，因此，在得到直流電之后，需要經(jīng)過(guò)逆變器來(lái)將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，以供電源屏使用?br> [0023]在經(jīng)過(guò)第一逆變器103和第二逆變器104進(jìn)行逆變之后，可以得到兩路交流信號(hào)，此時(shí)，需要利用交流母線105來(lái)將這兩路交流信號(hào)合并成一路交流信號(hào)，以供電源屏使用。
[0024]在兩個(gè)逆變器對(duì)兩路直流信號(hào)進(jìn)行逆變的過(guò)程中，可以通過(guò)采用自均流技術(shù)，使輸出的兩路交流信號(hào)(即，要被合并在一起的兩路交流信號(hào))的電流相等，從而保證輸入的功率相等，實(shí)現(xiàn)雙路電源的平均供電。
[0025]具體地，所述第一逆變器103與所述第二逆變器104之間能夠經(jīng)由有線或無(wú)線連接方式進(jìn)行通信，由此，第一逆變器103與第二逆變器104之間能夠相互監(jiān)測(cè)對(duì)方輸出的交流信號(hào)的大小(例如，電壓和電流的大小)，以此來(lái)調(diào)整自己輸出的交流信號(hào)的大小(例如，電壓和電流的大小)。例如，當(dāng)?shù)谝荒孀兤?03從第二逆變器104得知該第二逆變器104輸出的第二交流信號(hào)的電流大小為1/2時(shí)，其可以確定出第二逆變器104工作正常，同時(shí)將自己輸出的第一交流信號(hào)的電流大小調(diào)節(jié)為1/2 (與第二交流信號(hào)的電流大小相等)，由此，當(dāng)交流母線105將這兩路交流信號(hào)并聯(lián)成一路交流信號(hào)時(shí)，并聯(lián)得出的交流信號(hào)的電流大小為I，將該并聯(lián)得出的交流信號(hào)輸入至交流電源屏，以對(duì)所述交流電源屏供電。其中，I為所述交流電源屏所需的供電電流。也就是說(shuō)，第一逆變器103和第二逆變器104可以實(shí)現(xiàn)自均流，使并聯(lián)在一起的兩路交流信號(hào)電流相等，實(shí)現(xiàn)雙路電源的平均供電。
[0026]此外，當(dāng)?shù)谝荒孀兤?03從第二逆變器104得知該第二逆變器104出于某種原因(例如，故障)而導(dǎo)致輸出的第二交流信號(hào)為零，則其可以確定出第二逆變器104工作異常，此時(shí)，其將自己輸出的第一交流信號(hào)的電流大小調(diào)節(jié)為I，由此，將供電模式從雙路供電模式自動(dòng)切換至單路供電模式，中間沒(méi)有延遲。而當(dāng)?shù)诙孀兤?04工作正常，輸出的第二交流信號(hào)的電流大小為1/2時(shí)，第一逆變器103再次調(diào)整其輸出的第一交流信號(hào)的電流大小，即將供電模式恢復(fù)為雙路供電模式。反之亦然，即第二逆變器104同樣也可以經(jīng)由與第一逆變器103的通信來(lái)實(shí)時(shí)了解第一逆變器103輸出的第一交流信號(hào)的情況，由此調(diào)節(jié)自身輸出的第二交流信號(hào)，其方法和原理同上述一致，此處就不再贅述。
[0027]在對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行合并的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)環(huán)流問(wèn)題，可能導(dǎo)致合并后的交流信號(hào)發(fā)生能量損失，不能將全部的交流信號(hào)完全輸入至電源屏上。為此，第一逆變器103和第二逆變器104在生成第一交流信號(hào)和第二交流信號(hào)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)方法解決這一環(huán)流問(wèn)題，以減少能量浪費(fèi)，提高電能利用效率。解決環(huán)流問(wèn)題的方法有很多，常用的例如有最低P-Q下降法。因此，第一逆變器103和第二逆變器104可以利用最低P-Q下降法來(lái)減小在合并交流信號(hào)時(shí)可能出現(xiàn)的環(huán)流現(xiàn)象。
[0028]類似地，所述第一整流器101與所述第二整流器102之間經(jīng)由有線或無(wú)線連接方式進(jìn)行通信，以使所述第一整流器101與所述第二整流器102中的一者能夠根據(jù)另一者輸出的直流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的直流信號(hào)，其方法和原理同上類似。通過(guò)這一技術(shù)方案，可以為設(shè)備提供多一級(jí)的冗余，即，除采用第一整流器101和第一逆變器103，和/或第二整流器102和第二逆變器104來(lái)為交流電源屏進(jìn)行供電之外，還可以例如在第一整流器101和第二逆變器104故障的情況下，仍可通過(guò)第二整流器102和第一逆變器103來(lái)為交流電源屏供電，或者在第二整流器102和第一逆變器103故障的情況下，通過(guò)第一整流器101和第二逆變器104來(lái)為交流電源屏供電。
[0029]此外，所述供電設(shè)備10還可以包括切換裝置106，該切換裝置106的輸入端與所述第一輸入電源和所述第二輸入電源連接，該切換裝置106的輸出端與所述交流電源屏連接，在所述切換裝置106被觸發(fā)的情況下，所述第一輸入電源的電信號(hào)或所述第二輸入電源的電信號(hào)經(jīng)由所述切換裝置106被直接提供至所述交流電源屏。由此，可以在對(duì)上述第一整流器101、第二整流器102、第一逆變器103、第二逆變器104以及交流母線105中的任意一者或多者進(jìn)行檢修時(shí)，可以通過(guò)手動(dòng)觸發(fā)切換裝置106工作，來(lái)將第一輸入電源的電信號(hào)或第二輸入電源的電信號(hào)提供至電源屏，以使電源屏在檢修期間仍可得電。
[0030]在這種情況下，雙路供電模式被中斷，改為原來(lái)的單路供電模式，S卩，只有一個(gè)輸入電源對(duì)電源屏進(jìn)行供電。當(dāng)一個(gè)輸入電源停用時(shí)，利用該切換裝置106來(lái)切換至另一輸入電源繼續(xù)供電。但是這個(gè)過(guò)程是臨時(shí)性的，一旦檢修完畢，立即將切換裝置106關(guān)閉，將設(shè)備的工作模式轉(zhuǎn)換到雙路供電模式。
[0031]上面描述的是手動(dòng)觸發(fā)切換裝置106工作的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不限于此，也可以對(duì)切換裝置106進(jìn)行自動(dòng)觸發(fā)。對(duì)此，所述供電設(shè)備10中還可以包括檢測(cè)裝置107，與所述切換裝置106連接，用于檢測(cè)由所述第一輸入電源、所述第一整流器101、所述第一逆變器103和所述交流母線105形成的第一通路、以及由所述第二輸入電源、所述第二整流器102、所述第二逆變器104和所述交流母線105形成的第二通路是否斷路(例如，通過(guò)檢測(cè)電流是否為零)，并在所述第一通路和所述第二通路斷路的情況下，輸出觸發(fā)信號(hào)至所述切換裝置106，以自動(dòng)觸發(fā)所述切換裝置106工作。一旦檢測(cè)裝置107檢測(cè)到第一通路和第二通路均導(dǎo)通，則其會(huì)發(fā)送關(guān)閉信號(hào)至切換裝置106，以停止該切換裝置106工作。其中，所述切換裝置106優(yōu)選地為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ATS。
[0032]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的交流電源屏供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，該系統(tǒng)可以包括:第一輸入電源20和第二輸入電源30，用于提供電信號(hào)；上述供電設(shè)備10，與所述第一輸入電源20和所述第二輸入電源30連接；以及交流電源屏40，與所述設(shè)備10連接。
[0033]由此，通過(guò)本實(shí)用新型提供的交流電源屏供電設(shè)備和系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)兩路電源同時(shí)對(duì)電源屏進(jìn)行供電，并且當(dāng)其中一路出現(xiàn)故障停用時(shí)，另一路自動(dòng)進(jìn)行獨(dú)立供電，在這之間不存在延遲，因此，電源屏不會(huì)發(fā)生瞬間斷電現(xiàn)象，從而不會(huì)影響信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。
[0034]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0035]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0036]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種交流電源屏供電設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括: 第一整流器，用于接收第一輸入電源的電信號(hào)，并將該電信號(hào)整流成第一直流信號(hào)； 第二整流器，用于接收第二輸入電源的電信號(hào)，并將該電信號(hào)整流成第二直流信號(hào)； 第一逆變器，與所述第一整流器連接，用于將所述第一直流信號(hào)逆變?yōu)榈谝唤涣餍盘?hào); 第二逆變器，與所述第二整流器連接，用于將所述第二直流信號(hào)逆變?yōu)榈诙涣餍盘?hào)，所述第二逆變器還與所述第一逆變器連接，以使所述第一逆變器與所述第二逆變器中的一者能夠根據(jù)另一者輸出的交流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的交流信號(hào)；以及 交流母線，所述第一逆變器的輸出端與所述第二逆變器的輸出端連接至所述交流母線，以將所述第一交流信號(hào)與所述第二交流信號(hào)合并成一路交流信號(hào)對(duì)所述交流電源屏供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于， 所述第一整流器還與所述第二整流器連接，以使所述第一整流器與所述第二整流器中的一者能夠根據(jù)另一者輸出的直流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的直流信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括: 切換裝置，該切換裝置的輸入端與所述第一輸入電源和所述第二輸入電源連接，該切換裝置的輸出端與所述交流電源屏連接，在所述切換裝置被觸發(fā)的情況下，所述第一輸入電源的電信號(hào)或所述第二輸入電源的電信號(hào)經(jīng)由所述切換裝置被直接提供至所述交流電源屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括: 檢測(cè)裝置，與所述切換裝置連接，用于檢測(cè)由所述第一輸入電源、所述第一整流器、所述第一逆變器和所述交流母線形成的第一通路、以及由所述第二輸入電源、所述第二整流器、所述第二逆變器和所述交流母線形成的第二通路是否斷路，并在所述第一通路和所述第二通路斷路的情況下，輸出觸發(fā)信號(hào)至所述切換裝置，以觸發(fā)所述切換裝置工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其特征在于，所述切換裝置為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ATS)0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一輸入電源和所述第二輸入電源為380V三相交流電源。
7.一種交流電源屏供電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 第一輸入電源和第二輸入電源，用于提供電信號(hào)； 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，與所述第一輸入電源和所述第二輸入電源連接；以及 交流電源屏，與所述設(shè)備連接。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK203554061SQ201320711892
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】吳偉中, 何占元, 王玉麟, 樊國(guó)智, 于慶廣, 李微 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)