引言
??? 中國鐵路現(xiàn)有內(nèi)燃機車一萬多臺，隨著科技的日新月異和生活條件的改善，乘務人員對工作環(huán)境舒適性要求不斷提高，為此近年新造和大修的機車司機室都增設了空調(diào)裝置。但因機車本身不具備工頻電源，必須配置一臺逆變電源，將蓄電池組或起動發(fā)電機提供的DC llO V直流電變換為AC380V交流電作為空調(diào)機組的動力。
??? 由于司機窒空間狹小，又經(jīng)常處于高速運行中，室內(nèi)溫度變化快，因此，要保證18℃～23℃可調(diào)，頂棚與地板面溫差不超過10℃，供給每個乘務員的新鮮空氣量不少于30 m3/h，空調(diào)機組起停頻繁。同時司機室內(nèi)電氣控制設備和信號設備密集，容易受到空調(diào)電源通斷引起的電磁干擾，直接影響行車安全。反過來，列車牽引設備時刻變化的強大電流磁場，又影響空調(diào)電源正常運行。因此對于鐵路機車空調(diào)電源在體積大小、抗電磁干擾和產(chǎn)生干擾性能方面都有特殊要求。不同結(jié)構的鐵路機車空調(diào)電源在發(fā)展過程中，都出現(xiàn)過這樣或那樣的問題，本文介紹的是一種經(jīng)裝車運行證明性能可靠的設計。

l 基本參數(shù)
??? 使用條件 海拔高度≤l 200m，環(huán)境溫度-25℃～40℃，相對濕度≤95％；
??? 額定容量 5 kVA；
??? 輸出功率 3.3 kW；
??? 輸入電壓 DC 110V，主電路由起動發(fā)電機供電，允許波動范圍為DC40～200V；控制電路由蓄電池組供電，允許波動范圍為DC77~143V。
??? 輸出電壓 三相AC 380±9V，50±0.5 Hz；
??? 輸出波形 正弦波，失真度≤5%；
??? 起動性能 變頻軟起動，起動時間≤15 s；
??? 散熱器溫升 ≤20℃；
??? 轉(zhuǎn)換效率 ≥85%；
??? 主電路過壓保護 DC 210±10V；
??? 運行噪聲 聲壓級≤65dV。
本設計的主要參數(shù)與鐵道行業(yè)標準的要求相比，一些主要指標更利于用戶。比如鐵道行業(yè)標準規(guī)定的限制范圍為：輸入電壓，輸出電壓對重要技術指標如輸出頻率、波形、起動時間等都沒有明確規(guī)定。可見本設計對使用場所客觀條件要求相當寬松，而向顧客提供的輸出品質(zhì)卻較為完備和嚴格，能更好滿足用戶需求和增強運用可靠性。

2 總體結(jié)構
??? 本產(chǎn)品的外形如圖1所示，箱體尺寸500mm×376 mmxl90mm，印刷電路板(包括電源板、逆變板、控制板)和電子器件置于箱內(nèi)的安裝支架上，對外接口是位于箱體底面的三個接點數(shù)量不同的航空插座，型號為TY48J20ZY、TY32J12ZY-02和TY148J4ZY。通過專用電纜與直流電源和交流空調(diào)機組、司機操縱臺連接，各部位的相互關系如圖2所示。

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3 電氣原理
??? 本設計的電氣原理如圖3所示。粗線部分表示主電路，由起動發(fā)電機G(兼做輔助發(fā)電機)供電，DC l1OV升壓斬波變?yōu)镈C 540V，再經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)變成三相AC380V、50Hz正弦波交流電，驅(qū)動空調(diào)機組運行(停車時可由蓄電池組短暫供電)；細線部分表示控制電路，由蓄電池供電。采自輔助發(fā)電機電路和交流輸出電路的電流、電壓信息，輸入邏輯控制系統(tǒng)，分析比較作出判斷，對主電路升壓單元和逆變單元的運行狀態(tài)參數(shù)進行動態(tài)調(diào)節(jié)。其核心部分是全數(shù)字高智能調(diào)制波形發(fā)生器SPWM集成電路模塊SA866AE和CPLD邏輯控制系統(tǒng)，利用軟件編程控制通風、制冷、制熱、停機及欠壓、過壓、過流、過熱和短路保護，可靠性高，運行效果好，電路簡單，成本相對較低。