【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变流器控制，尤其涉及一种集成紧急通风功能的辅助变流器及其控制方法。
技术介绍
1、辅助变流器为城市轨道交通车辆的辅助供电电源，将受电弓的电压转换为城市轨道交通车辆需要的交流电、直流电、以及为城市轨道交通车辆上的蓄电池充电等。紧急通风功能为城市轨道交通车辆在受电弓故障等情况下，通过蓄电池供电使空调的紧急通风机工作，从而让城市轨道交通车辆具备故障情况下紧急通风的一种功能。在正常情况下，城市轨道交通车辆的空调工作由辅助变流器提供的交流电供电。在紧急通风工况下，由于受电弓故障，辅助变流器无法输出交流电。此时，城市轨道交通车辆需要通过单独的紧急通风逆变器电源将蓄电池电压逆变为紧急通风机需要的交流电压，现有的城市轨道交通车辆的辅助变流器将城市轨道交通车辆受电弓的直流电网电压转换输出直流110v电压与交流380v电压。输出的直流110v为城市轨道交通车辆上的蓄电池充电，同时为城市轨道交通车辆上的照明、广播、控制等直流负载供电，交流380v为城市轨道交通车辆的空调、空压机等交流负载供电，现有的城市轨道交通车辆的辅助变流器主要由输入滤波器、升压变换器、谐振变换器构成前级处理，然后通过两条支路分别形成直流支路与交流支路，但其能量流动较为单一，即能量由输入正极/负极提供，经过转换分别流向直流支路与交流支路，在列车需要将蓄电池能量转换至交流输出时却无法实现将蓄电池直流电压转换成交流电压为列车空调的紧急通风机供电，另外，现有的列车为实现紧急通风功能，需要单独配置紧急通风逆变器电源，使得列车采购、制造成本增加。
技
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种集成紧急通风功能的辅助变流器及其控制方法，通过辅助变流器，能够将蓄电池直流电压转换成交流电压，为列车空调的紧急通风机供电。
2、本专利技术所采用的第一技术方案是：一种集成紧急通风功能的辅助变流器，包括前级处理电路模块、双向变换电路模块和交流支路模块，所述前级处理电路模块分别与所述双向变换电路模块和所述交流支路模块连接，其中：
3、所述前级处理电路模块用于将输入的直流电压转换为交流电压；
4、所述双向变换电路模块用于将所述交流电压转换为直流负载输出电压和直流蓄电池充电电压；
5、所述交流支路模块用于将所述交流电压转换为三相负载交流电压。
6、进一步，所述前级处理电路模块还包括前级滤波器、升压变换器和谐振变换器，所述前级滤波器、所述升压变换器和所述谐振变换器依次连接，其中：
7、所述前级滤波器用于对所述输入的直流电压进行干扰滤波，将共、差模干扰阻隔，输出允许设备正常工作的直流电进入所述升压变换器；
8、所述升压变换器用于对所述前级滤波器输出的允许设备正常工作的直流电进行升压处理，输出升压后的直流电压；
9、所述谐振变换器用于对所述升压后的直流电压进行转换处理，输出所述交流电压。
10、进一步，所述双向变换电路模块还包括第一中频变压器、双向变换器、buck变换器、第一二极管、第二二极管、可控开关元器件和直流输出滤波器，所述第一中频变压器的输入端与所述谐振变换器的输出端连接，所述第一中频变压器的输出端与所述双向变换器的输入端连接，所述双向变换器的输出端分别与所述buck变换器的输入端、所述第一二极管的正极端和所述可控开关元器件的输入端连接，所述第一二极管的负极端分别与所述可控开关元器件的输出端、所述第二二极管的负极端和所述直流输出滤波器的输入端连接，所述buck变换器的输出端分别与所述第二二极管的正极端和所述直流输出滤波器的输入端连接，其中：
11、所述第一中频变压器用于电气隔离并通过匝比设置进行升降压控制，输出交流电压；
12、所述双向变换器用于将交流电压整流为直流电压或将直流电压逆变为交流电压；
13、所述buck变换器用于将所述双向变换器输出的交流电压进行降压稳定处理，输出直流蓄电池充电电压；
14、所述第一二极管和所述第二二极管用于防止外部电压对内部电路产生影响；
15、所述可控开关元器件用于控制蓄电池进行反向供电；
16、所述直流输出滤波器用于对所述直流蓄电池充电电压进行emi处理，输出直流负载输出电压。
17、进一步，所述双向变换器包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管，其中，所述第一三极管的发射极、所述第一中频变压器的第一输出端、所述第三二极管的正极端、所述第三三极管的集电极和所述第五二极管的负极端连接，所述第一三极管的集电极、所述第三二极管的负极端、所述第二三极管的集电极、所述第四二极管的负极端、所述buck变换器的第一输入端和所述可控开关元器件连接，所述第二三极管的发射极、所述第四二极管的负极端、所述第一中频变压器的第二输出端、所述第四三极管的集电极和所述第六二极管的负极端连接，所述第四三极管的发射极、所述第六二极管的正极端、所述buck变换器的第二输入端、所述第三三极管的发射极和所述第五二极管的正极端连接。
18、进一步，所述交流支路模块还包括第二中频变压器、整流器、三相逆变器、交流输出滤波器和三相交流输出开关，所述第二中频变压器与所述整流器、所述三相逆变器、所述交流输出滤波器和所述三相交流输出开关依次连接，其中：
19、所述第二中频变压器用于电气隔离并通过匝比设置进行升压控制；
20、所述整流器用于将升压后的交流电进行整流处理，输出直流电压；
21、所述三相逆变器用于将所述整流器的输出直流电压进行逆变，得到三相负载交流电压；
22、所述交流输出滤波器用于对所述三相负载交流电压进行emi处理，输出滤波后的三相负载交流电压；
23、所述三相交流输出开关用于控制所述滤波后的三相负载交流电压的导通输出与关断。
24、本专利技术所采用的第二技术方案是：一种集成紧急通风功能的辅助变流器的控制方法，包括以下步骤：
25、在辅变变流器模式下，蓄电池处于充电状态，通过所述前级处理电路模块将直流电压转换为交流电压并分别传输至所述双向变换电路模块和所述交流支路模块，输出直流负载输出电压、直流蓄电池充电电压和三相负载交流电压；
26、在紧急通风模式下，蓄电池处于放电状态，通过所述双向变换电路模块将直流电压逆变为交流电压并传输至所述交流支路模块，输出三相负载交流电压。
27、进一步，所述在辅变变流器模式下的输出直流负载输出电压和直流蓄电池充电电压其具体实现过程为：
28、获取电弓直流电压；
29、基于所述前级滤波器与所述升压变换器将所述电弓直流电压进行滤波升压处理，得到稳定的电弓直流电压；
30、基于所述谐振变换器对所述稳定的电弓直流电压进行转换处理，得到转换后的交流电压；
31、基于所述第一中频变压器和所述双向变换器将所述转换后的交流电压进行整流处理，得到一次整流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，包括前级处理电路模块、双向变换电路模块和交流支路模块，所述前级处理电路模块分别与所述双向变换电路模块和所述交流支路模块连接，其中：
2.根据权利要求1所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述前级处理电路模块还包括前级滤波器、升压变换器和谐振变换器，所述前级滤波器、所述升压变换器和所述谐振变换器依次连接，其中：
3.根据权利要求1所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述双向变换电路模块还包括第一中频变压器、双向变换器、BUCK变换器、第一二极管、第二二极管、可控开关元器件和直流输出滤波器，所述第一中频变压器的输入端与所述谐振变换器的输出端连接，所述第一中频变压器的输出端与所述双向变换器的输入端连接，所述双向变换器的输出端分别与所述BUCK变换器的输入端、所述第一二极管的正极端和所述可控开关元器件的输入端连接，所述第一二极管的负极端分别与所述可控开关元器件的输出端、所述第二二极管的负极端和所述直流输出滤波器的输入端连接，所述BUCK变换器的输出端分别与所述第二二极管的正极端和所述直流
4.根据权利要求3所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述双向变换器包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管，其中，所述第一三极管的发射极、所述第一中频变压器的第一输出端、所述第三二极管的正极端、所述第三三极管的集电极和所述第五二极管的负极端连接，所述第一三极管的集电极、所述第三二极管的负极端、所述第二三极管的集电极、所述第四二极管的负极端、所述BUCK变换器的第一输入端和所述可控开关元器件连接，所述第二三极管的发射极、所述第四二极管的负极端、所述第一中频变压器的第二输出端、所述第四三极管的集电极和所述第六二极管的负极端连接，所述第四三极管的发射极、所述第六二极管的正极端、所述BUCK变换器的第二输入端、所述第三三极管的发射极和所述第五二极管的正极端连接。
5.根据权利要求1所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述交流支路模块还包括第二中频变压器、整流器、三相逆变器、交流输出滤波器和三相交流输出开关，所述第二中频变压器与所述整流器、所述三相逆变器、所述交流输出滤波器和所述三相交流输出开关依次连接，其中：
6.一种集成紧急通风功能的辅助变流器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器的控制方法，其特征在于，所述在辅变变流器模式下的输出直流负载输出电压和直流蓄电池充电电压其具体实现过程为：
8.根据权利要求7所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器的控制方法，其特征在于，所述在辅变变流器模式下的三相负载交流电压其具体实现过程为：
9.根据权利要求6所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器的控制方法，其特征在于，所述在紧急通风模式下，其具体实现过程为：
10.根据权利要求9所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器的控制方法，其特征在于，所述在辅变变流器模式下，所述可控开关元器件处于断开状态，所述在紧急通风模式下，所述可控开关元器件处于导通状态。
...【技术特征摘要】
1.一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，包括前级处理电路模块、双向变换电路模块和交流支路模块，所述前级处理电路模块分别与所述双向变换电路模块和所述交流支路模块连接，其中：
2.根据权利要求1所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述前级处理电路模块还包括前级滤波器、升压变换器和谐振变换器，所述前级滤波器、所述升压变换器和所述谐振变换器依次连接，其中：
3.根据权利要求1所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述双向变换电路模块还包括第一中频变压器、双向变换器、buck变换器、第一二极管、第二二极管、可控开关元器件和直流输出滤波器，所述第一中频变压器的输入端与所述谐振变换器的输出端连接，所述第一中频变压器的输出端与所述双向变换器的输入端连接，所述双向变换器的输出端分别与所述buck变换器的输入端、所述第一二极管的正极端和所述可控开关元器件的输入端连接，所述第一二极管的负极端分别与所述可控开关元器件的输出端、所述第二二极管的负极端和所述直流输出滤波器的输入端连接，所述buck变换器的输出端分别与所述第二二极管的正极端和所述直流输出滤波器的输入端连接，其中：
4.根据权利要求3所述一种集成紧急通风功能的辅助变流器，其特征在于，所述双向变换器包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管，其中，所述第一三极管的发射极、所述第一中频变压器的第一输出端、所述第三二极管的正极端、所述第三三极管的集电极和所述第五二极管的负极端连接，所述第一三极管的集电极、所述第三二极管的负...
【专利技术属性】
技术研发人员：王军，黄靖，
申请(专利权)人：广州鼎汉轨道交通装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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