高速动车组换气装置用逆变电源制造方法及图纸

技术编号:15010060 阅读:159 留言:0更新日期:2017-04-04 15:27
本实用新型专利技术涉及一种高速动车组换气装置用逆变电源,包括功率模块和控制模块,功率模块包括依次连接软上电单元、整流单元和逆变单元;软上电单元的输入端连接单相交流电,软上电单元的输出端串联有电流传感器;软上电单元的输入端和所述整流单元的输出端均并联有电压传感器;控制模块的采样单元分别与电流传感器和电压传感器连接,控制模块的驱动单元分别连接整流单元的开关管和逆变单元的开关管,控制开关管的导通和关断。本实用新型专利技术提供的高速动车组换气装置用逆变电源,成本低,经济实用,转换效率高,性能可靠,且逆变电源工作时对列车单相交流电污染小,在单相交流电压在252V‑496V波动时,逆变电源仍能驱动变频电机在要求转速及转矩下正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电源
,涉及逆变电源技术,具体地说,涉及一种为车辆换气装置提供驱动电源的逆变电源,主要应用于高速动车组。
技术介绍
列车的换气装置是列车空调系统的重要组成部分,其作用是将处理过的空气输送分配至各个车厢,并将污浊空气排出室外。换气装置不仅需要给乘客提供新鲜空气,还需要保证车厢内具有适当的气压,使乘客感到舒适。换气装置是一种长期运转的设备,其各组成部件的质量状态直接影响乘客的舒适性和空调系统的经济性。换气装置的能量源来自于换气装置专用逆变电源,列车提供给换气装置单相252V-496V交流电作为逆变电源的输入,要求逆变电源根据车辆行驶速度和车外环境温度输出对应频率的三相交流电,为变频电机提供驱动电源,拖动风机负载旋转,实现车厢风量及风压的调节。目前,我国装车的换气装置用逆变电源基本依赖进口,国内高效率、高可靠性的逆变电源尚处于工程研制实验阶段,因此,研制具有高效率、高可靠性的逆变电源对列车换气装置的正常运行具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在效率低、可靠性差等上述问题,提供了一种效率高、可靠性高的高速动车组换气装置用逆变电源。为了达到上述目的,本技术提供了一种高速动车组换气装置用逆变电源,包括功率模块和控制模块,所述功率模块包括依次连接软上电单元、整流单元和逆变单元;软上电单元的输入端连接单相交流电,软上电单元的输出端串联有电流传感器;所述逆变电源输入端和所述整流单元的输出端均并联有电压传感器;所述控制模块的采样单元分别与所述电流传感器和所述电压传感器连接,所述控制模块的驱动单元分别连接所述整流单元的开关管和所述逆变单元的开关管,控制开关管的导通和关断。作为本技术上述逆变电源的优选设计,所述控制模块包括采用DSP处理器和复杂可编程逻辑器件CPLD的控制板、与控制板连接的采样单元、与控制板连接的光电隔离单元和与光电隔离单元连接驱动单元,以及为所述控制板、所述光电隔离单元和所述驱动单元供电的DC/DC电源。作为本技术上述逆变电源的优选设计,所述光电隔离单元包括PWM控制器、保护电路和检测电路,其中,保护电路用于保护控制模块在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏;检测电路用于对控制模块进行故障检测。作为本技术上述逆变电源的进一步设计,所述软上电单元的输入端串联有电抗器,用来限制输入电压突变和操作过电压引起的电流冲击。作为本技术上述逆变电源的优选设计,所述整流电路为单相可控整流电路,电路比较简单,对触发电路的要求较低,相位同步简单,易于调整。作为本技术上述逆变电源的进一步设计,所述逆变单元的输入端并联有支撑电容,能够吸收来自于逆变单元向直流母线索取的高幅值脉动电流,阻止其在直流母线的阻抗上产生高幅值脉动电压,使直流母线上的电压波动保持在允许范围。作为本技术上述逆变电源的优选设计,所述逆变单元为三相逆变电路。作为本技术上述逆变电源的优选设计,所述单相交流电的电压为252V-496V。作为本技术上述逆变电源的优选设计,所述软上电单元为由一个接触器串联一个限流电阻后与另一个接触器并联组成的串并联电路。与现有技术相比,本技术的优点和积极效果在于:(1)本技术提供的高速动车组换气装置用逆变电源的控制模块利用采集到的输入交流电压、输入交流电流及直流母线电压,进行锁相环及可控整流PWM控制,控制整流单元的开关管导通与关断,使直流母线电压保持恒定,可靠性高;同时能够根据列车温度及速度信号控制逆变单元输出相应的频率和幅值的三种三相变频交流电,为变频电机提供驱动电源,带载风机,实现车厢风量及风压的调节。(2)本技术提供的高速动车组换气装置用逆变电源与现有逆变电源相比,成本低,经济实用,不仅转换效率高,性能可靠,且逆变电源工作时对列车单相交流电污染小,在单相交流电压在252V-496V波动时,逆变电源仍能驱动变频电机在要求转速及转矩下正常工作。(3)本技术提供的高速动车组换气装置用逆变电源中,软上电单元的输入端串联有电抗器,能够限制列车单相交流电输入电压突变和操作过电压引起的电流冲击。(4)本技术提供的高速动车组换气装置用逆变电源中,逆变单元的输入端并联有支撑电容,能够吸收来自于逆变单元向直流母线索取的高幅值脉动电流,阻止其在直流母线的阻抗上产生高幅值脉动电压,使直流母线上的电压波动保持在允许范围。附图说明图1为本技术一个实施例中功率模块的结构示意图。图2为本技术另一个实施例中功率模块的结构示意图。图3为本技术又一个实施例中功率模块的结构示意图。图4为本技术实施例中控制模块的结构框图。1、软上电单元,2、整流单元,3、逆变单元,4、电抗器,5、支撑电容。具体实施方式下面,通过示例性的实施方式对本技术进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的一个实施例中,提供了一种高速动车组换气装置用逆变电源,包括功率模块和控制模块,参见图1,所述功率模块包括依次连接软上电单元1、整流单元2和逆变单元3;软上电单元1的输入端连接单相交流电,软上电单元1的输出端串联有电流传感器A,所述软上电单元1的输入端并联有第一电压传感器V1,所述整流单元的输出端并联有第二电压传感器V2;所述控制模块的采样单元分别与所述电流传感器和所述电压传感器连接,所述控制模块的驱动单元分别连接所述整流单元的开关管和所述逆变单元的开关管,控制开关管的导通和关断。参见图1,对本技术上述实施例所述的逆变电源进行优选设计,所述软上电单元为由第一接触器S1串联限流电阻R后与第二接触器S2并联组成的串并联电路,控制模块控制两个接触器的通断进行软上电。参见图4,所述控制模块包括采用DSP处理器和复杂可编程逻辑器件CPLD的控制板、与控制板连接的采样单元、与控制板连接的光电隔离单元和与光电隔离单元连接驱动单元,以及为所述控制板、所述光电隔离单元和所述驱动单元供电的DC/DC电源。DC/DC电源的输入电压范围为90V-100V。参见图4,所述光电隔离单元包括PWM控制器、保护电路和检测电路,其中,保护电路用于保护控制模块在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏;检测电路用于对控制模块进行故障检测。为了简化电路,降低对触发电路的要求,作为本技术上述实施例的优化设计,所述整流电路为单相全控整流电路,其相位同步简单,易于调整。为了提高整个逆变电源的转换效率,作为本技术上述实施例的优化设计,所述逆变单元为三相逆变电路。在本实施例中,所述的逆变电源工作时,列车供给的400V交流电通过软上电单元进入单相全控整流电路,控制模块控制两个接触器进行软上电,利用第一电压传感器、电流传感器、第二电压传感器采集到的输入交流电压、输入交流电流、直流母线电压,进行锁相环及可控整流PWM控制,通过PWM控制器控制整流桥开关管的导通与关断,使直流母线电压保持恒定;控制模块接收车辆速度信号和车外环境温度并进行综合判断,通过PWM控制器控制三相逆变桥输出相应频率和幅值的三相交流电,为变频电机提供驱动电源本文档来自技高网...
高速动车组换气装置用逆变电源

【技术保护点】
一种高速动车组换气装置用逆变电源,其特征在于,包括功率模块和控制模块,所述功率模块包括依次连接软上电单元、整流单元和逆变单元;软上电单元的输入端连接单相交流电,软上电单元的输出端串联有电流传感器;所述软上电单元的输入端和所述整流单元的输出端均并联有电压传感器;所述控制模块的采样单元分别与所述电流传感器和所述电压传感器连接,所述控制模块的驱动单元分别连接所述整流单元的开关管和所述逆变单元的开关管,控制开关管的导通和关断。

【技术特征摘要】
1.一种高速动车组换气装置用逆变电源,其特征在于,包括功率模块和控制模块,所述功率模块包括依次连接软上电单元、整流单元和逆变单元;软上电单元的输入端连接单相交流电,软上电单元的输出端串联有电流传感器;所述软上电单元的输入端和所述整流单元的输出端均并联有电压传感器;所述控制模块的采样单元分别与所述电流传感器和所述电压传感器连接,所述控制模块的驱动单元分别连接所述整流单元的开关管和所述逆变单元的开关管,控制开关管的导通和关断。2.如权利要求1所述的高速动车组换气装置用逆变电源,其特征在于,所述控制模块包括采用DSP处理器和复杂可编程逻辑器件CPLD的控制板、与控制板连接的采样单元、与控制板连接的光电隔离单元和与光电隔离单元连接驱动单元,以及为所述控制板、所述光电隔离单元和所述驱动单元供电的DC/DC电源。3.如权利要求2所述的高速动...

【专利技术属性】
技术研发人员:金鹰魏志鑫马泉高庆韩旭姜宇
申请(专利权)人:青岛宏达赛耐尔科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:山东;37

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