CN202004682U - 动车组电源转换单相逆变器 - Google Patents

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CN2010206680769U
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李照平
杨东军
张艳芳
李磊
位俊雷
张守春
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CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Original Assignee
QINGDAO SIYAN RAILWAY ELECTRIC RESEARCH DEVELOPMENT Co Ltd
Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute
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Abstract

本实用新型涉及一种动车组电源转换单相逆变器，所述的逆变器包括数字信号处理器(DSP)，受数字信号处理器(DSP)控制的IGBT模块，采用数字信号处理器(DSP)作为整个逆变器的控制器和处理器。功率器件采用IGBT，采用倍频式SPWM技术，该技术可以使功率开关器件IGBT工作在较低的开关频率，输出倍频后可以进一步降低了输出谐波分量，能够缓解谐波抑制与开关器件的开关频率和产品效率之间的矛盾。大大提高了单相逆变器的技术性能，使其控制精度更高，功能更完善。采用倍频式SPWM技术降低了开关频率的要求，大大提高了整机的效率，温升也较小。

Description

动车组电源转换单相逆变器
技术领域
本实用新型属于列车电源转换装置，特别是一种供动车组使用，把来自DC110V系统的电源转换为AC230V的电压为各车供电，为乘客用电插座供电的单相逆变装置。
背景技术
目前应用的单相逆变器大多采用单片机作为处理器，该芯片进行算法处理速度有限，外围开关量接口较少，必须应用其他芯片扩展来进行配合，在设计上增加难度和复杂性。一般单相逆变器采用SPWM技术来进行逆变控制，该技术的缺点是开关频率较高，对于功率器件的选型参数要求较高。同时过高的开关频率开关损耗过大，发热量较大，所以效率比较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺点，提供一种控制精度高，功能完善，高技术性能的单相逆变器。
本实用新型的技术方案为：一种动车组电源转换单相逆变器，所述的逆变器包括数字信号处理器(DSP)，受数字信号处理器(DSP)控制的IGBT模块，其中，IGBT模块的直流端通过充电机提供直流电源，直流电源经过EMI滤除进线干扰后，接入直流电抗器L1和防反二极管D1输入给预充电接触器K2和主接触器K1，预充电接触器K2上串接有充电电阻R1后与主接触器K1并联，直流端还接有支撑电容C1、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TV1以及风扇M；在IGBT模块的交流端接入升压变压器T1以及电压传感器TV3；变压器T1内部设置有温度传感器PT100，散热器设置有热敏电阻NTC，温度传感器PT100、热敏电阻NTC、电压传感器TV1、TV2、TV3、电流传感器TA1的信号传给数字信号处理器(DSP)，数字信号处理器(DSP)输出PWM信号控制IGBT模块，并控制接触器K1、K2。
优选的是：所述的输出端接有EMI滤除干扰。
优选的是：所述的充电机提供77V-137.5V直流电源。
优选的是：所述的充电机提供110V直流电源。
优选的是：所述的逆变器输出230V交流电。
本实用新型的有益效果为：本实用新型采用数字信号处理器(DSP)作为整个逆变器的控制器和处理器。功率器件采用IGBT，采用倍频式SPWM技术，该技术可以使功率开关器件IGBT工作在较低的开关频率，输出倍频后可以进一步降低了输出谐波分量，能够缓解谐波抑制与开关器件的开关频率和产品效率之间的矛盾。大大提高了单相逆变器的技术性能，使其控制精度更高，功能更完善。采用倍频式SPWM技术降低了开关频率的要求，大大提高了整机的效率，温升也较小。
附图说明
图1为本实用新型电路原理示意图
图2为本实用新型控制部分的示意图
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
一种动车组电源转换单相逆变器，所述的逆变器包括数字信号处理器(DSP)，受数字信号处理器(DSP)控制的IGBT模块，其中，IGBT模块的直流端通过充电机提供直流电源，直流电源经过EMI滤除进线干扰后，接入直流电抗器L1和防反二极管D1输入给预充电接触器K2和主接触器K1，预充电接触器K2上串接有充电电阻R1后与主接触器K1并联，直流端还接有支撑电容C1、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TV1以及风扇M；在IGBT模块的交流端接入升压变压器T1以及电压传感器TV3；变压器T1内部设置有温度传感器PT100，散热器设置有热敏电阻NTC，温度传感器PT100、热敏电阻NTC、电压传感器TV1、TV2、TV3、电流传感器TA1的信号传给数字信号处理器(DSP)，数字信号处理器(DSP)输出PWM信号控制IGBT模块，并控制接触器K1、K2。所述的输出端接有EMI滤除干扰。所述的充电机提供77V-137.5V直流电源。所述的充电机提供110V直流电源。所述的逆变器输出230V交流电。
工作时，列车运行时由充电机提供110V(波动范围：77V-137.5V)直流电源，经过EMI滤除进线干扰后接入直流电抗器L1和防反二极管D1输入给预充电接触器K2和主接触器K1。在上电瞬间先接通充电电阻R1给支撑电容C1预充电，当电容充满电后，闭合主接触器K1，同时断开充电接触器K2将充电电阻R1切除。直流侧采用一个支撑电容C1两端并联一个功率电阻R2作为放电电阻，当逆变器停止工作后支撑电容C1的电压由风扇M和放电电阻R2进行放电，并在直流侧接入电压传感器TV2检测直流电压情况。经过IGBT将直流逆变成交流，为得到有效值230V的交流电压则在逆变器输出侧接入升压变压器T1。利用变压器T1的漏感和输出侧的交流电容组成LC正弦滤波器对逆变器输出进行滤波，以便得到平滑的正弦波，并利用电压传感器TV3进行交流电压检测，当外部给定工作允许信号时逆变器开始启动。同时通过采样散热器温度NTC和变压器内部温度PT100进行故障保护。
本实用新型能够实现的电气参数和主要技术性能指标如下：
  要求   参数
  输入额定电压   DC 110V
  输出额定电压   AC 230V
  额定输入电流   32A
  输入电压静态公差   -30％～+25％
  输出电压静态偏差   -3％～+6％
  输出电压动态偏差   -15％～+15％
  额定频率   50Hz
  频率偏差   ±1％
  总谐波失真   ＜5％
  耐压试验电压   1，5kV(AC，50Hz，10s)
  绝缘电阻   ＞2MΩ
  输入额定功率   3.5KVA
  效率   ＞85％

Claims (5)

1.一种动车组电源转换单相逆变器，其特征在于：所述的逆变器包括数字信号处理器(DSP)，受数字信号处理器(DSP)控制的IGBT模块，其中，IGBT模块的直流端通过充电机提供直流电源，直流电源经过EMI滤除进线干扰后，接入直流电抗器L1和防反二极管D1输入给预充电接触器K2和主接触器K1，预充电接触器K2上串接有充电电阻R1后与主接触器K1并联，直流端还接有支撑电容C1、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TV1以及风扇M；在IGBT模块的交流端接入升压变压器T1以及电压传感器TV3；变压器T1内部设置有温度传感器PT100，散热器设置有热敏电阻NTC，温度传感器PT100、热敏电阻NTC、电压传感器TV1、TV2、TV3、电流传感器TA1的信号传给数字信号处理器(DSP)，数字信号处理器(DSP)输出PWM信号控制IGBT模块，并控制接触器K1、K2。
2.如权利要求1所述的动车组电源转换单相逆变器，其特征在于：所述的输出端接有EMI滤除干扰。
3.如权利要求1所述的动车组电源转换单相逆变器，其特征在于：所述的充电机提供77V-137.5V直流电源。
4.如权利要求1所述的动车组电源转换单相逆变器，其特征在于：所述的充电机提供110V直流电源。
5.如权利要求1所述的动车组电源转换单相逆变器，其特征在于：所述的逆变器输出230V交流电。
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