铁路信号智能电源屏课件4.1PPT资料.ppt
- 文档编号:15558341
- 上传时间:2022-11-04
- 格式:PPT
- 页数:55
- 大小:1.59MB
铁路信号智能电源屏课件4.1PPT资料.ppt
《铁路信号智能电源屏课件4.1PPT资料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铁路信号智能电源屏课件4.1PPT资料.ppt(55页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
信号电源屏目前从技术上来分来已经发展到第三代产品:
第一代产品:
信号电源屏最早在我国铁路上出现是在上世纪信号电源屏最早在我国铁路上出现是在上世纪6060年代。
年代。
传统的第一代电源屏一般都采用传统的第一代电源屏一般都采用工频变压器加相控整流器工频变压器加相控整流器来完成电气隔离和电压变换任务。
来完成电气隔离和电压变换任务。
特点:
11、系统大而笨重,效率和功率因数很低。
、系统大而笨重,效率和功率因数很低。
22、简单实用,能够满足当时的设备供电要求;
、简单实用,能够满足当时的设备供电要求;
33、技术指标低、技术指标低4IN220VACIN220VACOUT220VACOUT24VDC5供电原理供电原理供电原理供电原理第二代产品:
第二代产品:
自上世纪自上世纪8080年代开始,一些先进的铁路信号设年代开始,一些先进的铁路信号设备开始陆续投入使用,第二代信号电源屏开始采用备开始陆续投入使用,第二代信号电源屏开始采用自动补偿稳压器自动补偿稳压器(机械调压型稳压、感应调压器式(机械调压型稳压、感应调压器式稳压器)、稳压器)、铁磁谐振稳压铁磁谐振稳压(磁饱和稳压器、恒压变(磁饱和稳压器、恒压变压器、参数稳压器)来满足信号设备的要求;
压器、参数稳压器)来满足信号设备的要求;
11、稳压精度较高、稳压精度较高22、响应速度较慢、响应速度较慢6稳压原理稳压原理稳压原理稳压原理第三代产品:
第三代产品:
自上世纪自上世纪9090年代末,铁路开始大量使用国际年代末,铁路开始大量使用国际上先进的信号设备产品,第三代电源屏铁路信号上先进的信号设备产品,第三代电源屏铁路信号智能电源屏开始采用高频逆变开关电源模块、微智能电源屏开始采用高频逆变开关电源模块、微电子补偿式(无触点自动补偿稳压器)为信号设电子补偿式(无触点自动补偿稳压器)为信号设备提供供电电源;
备提供供电电源;
铁路信号智能电源屏,是具有实时铁路信号智能电源屏,是具有实时监测、报监测、报警、记录和故障定位警、记录和故障定位功能的供电设备。
为铁路、功能的供电设备。
为铁路、城市轨道交通系统的信号设备提供稳定可靠的交、城市轨道交通系统的信号设备提供稳定可靠的交、直流电源。
直流电源。
7稳压原理稳压原理稳压原理稳压原理K输入电源通过切换后,将作为模块的输入电源,通过模块净化后,直接给负载供电。
K模块配电难点在于模块间的切换。
铁标要求主备模块切换时间不大于150msK模块输出配电有直接供电、直流均流输出和交流热备输出等类型。
K智能电源模块一般都具有稳压功能。
根据原理的不同,稳压方式主要有如下四种方式:
自动补偿稳压器(机械调压型稳压、感应调压器式稳压器)、铁磁谐振稳压(磁饱和稳压器、恒压变压器、参数稳压器)、微电子补偿式(无触点自动补偿稳压器)稳压及开关电源稳压(PFC)。
8稳压原理稳压原理稳压原理稳压原理一、机械调压型稳压9n机械调压型稳压、感应调压器稳压、自动补偿稳压器机械调压型稳压、感应调压器稳压、自动补偿稳压器n机械调压型稳压方式在我国铁路信号市场占据了较长时间,其稳压方案主要是以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的绕组滑动面上移动,以改变Vo对Vi的比值,以实现输出电压的调整和稳定。
n它的优点是结构简单,造价低,输出波形与输入波形一致。
n缺点是碳刷移动接点易产生电火花,造成电刷损坏以致烧毁而失效;
电压调整速度慢,故障率高。
此方案已逐步淡出市场。
n改进方法:
1、将滑动摩擦改为滚动摩擦;
2、增加滑动接触点的接触面3、无触点化机械调压型稳压机械调压型稳压机械调压型稳压机械调压型稳压10三相调压器原理图单相调压器原理图11二、铁磁谐振稳压12n磁饱和稳压器、参数式稳压器、恒压稳压器等都采取铁磁饱和稳压器、参数式稳压器、恒压稳压器等都采取铁磁谐振式进行稳压,它是利用电磁原理进行稳压的一种磁谐振式进行稳压,它是利用电磁原理进行稳压的一种方式。
即由非线性电感与电容组成串连或并联电路,通方式。
即由非线性电感与电容组成串连或并联电路,通过改变外加电压使得电路达到谐振,一旦电路谐振后,过改变外加电压使得电路达到谐振,一旦电路谐振后,线圈的铁芯就处于深度饱和状态,对外电压的变化十分线圈的铁芯就处于深度饱和状态,对外电压的变化十分“迟钝迟钝”,可利用这种特性进行稳压。
这种谐振称为铁,可利用这种特性进行稳压。
这种谐振称为铁磁谐振。
磁谐振。
铁磁谐振稳压铁磁谐振稳压131稳定电压范围宽即使电网电压变化达30%时,恒压器的输出电压变化不大于23%;
能适应供电条件极差的地区使用,保证设备的安全运行;
输出的短路保护在输出端出现超载或短路时,输出端电压会自动急剧下降,当输出短路时,输出电压会降至近似0,当短路消除,电压又会自动恢复正常,能起到保护设备的作用,免除因线路或设备短路时造成的严重损坏;
抗干扰能力强有超强的抗电网尖峰、浪涌的能力,甚至于一般的边缘雷击都能承受。
尖峰、浪涌和经输电线传入的雷电干扰约几千伏,恒压器有能力将其滤去,不让干扰的高电压传至输出端,从而保护设备免遭损坏;
4、噪音大、损耗大、温升高、谐振电容需要频繁更换等铁磁谐振稳压特点铁磁谐振稳压特点1415铁磁谐振稳压铁磁谐振稳压VlVcVoVi三、微电子补偿式稳压16n稳压原理是在相线中串入升降压变压器,由智能单元在模块输出端采样输出电压,判断输出电压是否超出设定电压范围。
如果输出电压低于设定电压,将适当的变压器同相开关打开。
这样就可以在变压器的次级得到适当的与输入电源同相位的电压叠加于相电压上,从而提升输出电压;
如果输出电压高于设定电压,将适当的变压器反向开关打开,这样就可以在变压器的次级得到适当的与输入电源相位相反的电压叠加于相电压上,从而降低输出电压。
其中要求每个变压器均可以正向或反向接入或断开变压器的输入。
微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压17n它的优点是成本低、可靠性高、单机容量大、效率高,n缺点是响应慢、不能连续稳压、自身带来电源扰动。
微电子补偿式稳压的特点微电子补偿式稳压的特点微电子补偿式稳压的特点微电子补偿式稳压的特点1819微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压20微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压U0U0UiUiUU感应感应UiUo21微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压微电子补偿式稳压UoUiU11U22U33四、开关电源稳压22n高频开关电源稳压采用整流技术、逆变技术、高频开关电源稳压采用整流技术、逆变技术、PFCPFC(功(功率因数校正)、率因数校正)、PWMPWM(脉宽调制)变换技术、电子锁相(脉宽调制)变换技术、电子锁相技术、技术、DSPDSP等技术使电源完成交流等技术使电源完成交流-直流直流-交流的变换过交流的变换过程。
由于其有交流程。
由于其有交流-直流的变换过程,所以其输出电源直流的变换过程,所以其输出电源不受输入电网的波动、突变等的影响,输出稳定可靠,不受输入电网的波动、突变等的影响,输出稳定可靠,成为信号智能电源屏的主流稳压方式。
此方案是目前智成为信号智能电源屏的主流稳压方式。
此方案是目前智能电源屏稳压的主流方案。
能电源屏稳压的主流方案。
开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压23Q:
PFC、PWM的含义是什么?
的含义是什么?
采用采用PFCPFC技术,功率因数大于技术,功率因数大于0.990.99具有短路回缩特性,可以长时间短路具有短路回缩特性,可以长时间短路采用低差自主均流技术,均流性能好采用低差自主均流技术,均流性能好自然冷却,长寿命无尘设计自然冷却,长寿命无尘设计内置监控板,工作状态实时监测内置监控板,工作状态实时监测EMCEMC技术技术24+-交流输入PFC主电路*DC/DC主电路高频整流全桥整流EMI滤波输出滤波PFC控制PWM控制PFC驱动PWM驱动均流控制检测放大过压、过流保护模块监控RS485直流输出监控模块开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图25+-交流输入PFC主电路*DC/AC主电路全桥整流EMI滤波PFC控制PWM控制PFC驱动PWM驱动过压、过流保护模块监控RS485监控模块输出滤波交流输出检测放大采用采用PFCPFC技术,功率因数大于技术,功率因数大于0.990.99具有短路回缩特性,可以长时间短路具有短路回缩特性,可以长时间短路交流模块主备工作,切换间断时间小于交流模块主备工作,切换间断时间小于150ms150ms自然冷却,长寿命无尘设计自然冷却,长寿命无尘设计内置监控板,工作状态实时监测内置监控板,工作状态实时监测EMCEMC技术技术开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图26关键技术关键技术关键技术关键技术有源功率因数校正电路有源功率因数校正电路PFC污染电网的谐波的产生与危害电力变压器10kV开关电源(无功率因数校正)其他用电设备电力变压器损耗增加交流电质量很差影响用电设备的正常运行tU开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压27关键技术关键技术关键技术关键技术有源功率因数校正电路有源功率因数校正电路PFCPFC电路原理开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图开关电源稳压原理图410VDC310VDC28关键技术关键技术关键技术关键技术有源功率因数校正电路有源功率因数校正电路PFC电流尖峰产生的原因能量的传递过程只发生在交流电压波形的峰值点附近交流电流波形含有高次谐波开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压29关键技术关键技术关键技术关键技术有源功率因数校正电路有源功率因数校正电路PFCPFC电路是个典型的升压变换器U=LdI/dTU:
电感电压Di:
电感电流的增量dT:
电感电流的增量所对应的时间开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压30原理介绍原理介绍开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比占空比来调整输出电压。
开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压开关电源稳压31关键技术开关关键技术开关电源稳压原理介绍若用T表示开关的脉冲周期,Ton表示导通时间,占空比D=Ton/T,n表示高频变压器的变比,在脉冲周期一定的前提下,功率变换器的输出电压Vo和输入电压Vi关系如下公式:
Vo=ViDn开关电源的输入或者输出电压发生变化时,如电网电压升高或负载变化使输出电压升高或者降低时,只要适当控制占空比D,就可以使输出电压保持不变。
上图的控制电路就是实现这个功能的,脉宽调制器是核心,它可产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制开关管的通断状态,从而来调节输出电压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 铁路信号 智能 电源 课件 4.1