CN211508911U - 轨道辅助变流器和轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轨道辅助变流器和轨道车辆，所述轨道辅助变流器包括：第一逆变电路、第二逆变电路、集成变压器、第一转换电路、第二转换电路和集成控制器。第一逆变电路的输入端与电源相连；第二逆变电路的输入端与电源相连；集成变压器的第一端与第一逆变电路的输出端相连，其第二端与第二逆变电路的输出端相连；第一转换电路的第一端与集成变压器的第三端相连，其第二端与高压电单元相连；第二转换电路的第一端与集成变压器的第四端相连，其第二端与用电负载相连；集成控制器分别与第一逆变电路、第二逆变电路、第一转换电路和第二转换电路相连。本实用新型通过将多个独立的变压器进行集成，可以节省成本，提高安全可靠性。

Description

轨道辅助变流器和轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及轨道技术领域，尤其是涉及一种轨道辅助变流器以及一种轨道车辆。

背景技术

相关技术中，对于轨道辅助变流器，通常采用2-3个变压器或变换器，控制相应电路模块工作，但是，由于每个电路模块均需单独设置变压器，并独立运行工作，使得电路成本较高，且安全可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种轨道辅助变流器，本实用新型通过将多个独立的变压器进行集成，可以节省成本，提高安全可靠性。

本实用新型的目的之二在于提出一种轨道车辆。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例的轨道辅助变流器，其特征在于，包括：第一逆变电路，所述第一逆变电路的输入端与电源相连，用于将输入直流电信号转换为交流电信号；第二逆变电路，所述第二逆变电路的输入端与所述电源相连，用于将输入直流电信号转换为交流电信号；集成变压器，所述集成变压器的第一端与所述第一逆变电路的输出端相连，所述集成变压器的第二端与所述第二逆变电路的输出端相连；第一转换电路，所述第一转换电路的第一端与所述集成变压器的第三端相连，所述第一转换电路的第二端与高压电单元相连，用于对输入电信号进行转换；第二转换电路，所述第二转换电路的第一端与所述集成变压器的第四端相连，所述第二转换电路的第二端与用电负载相连，用于对输入电信号进行转换；集成控制器，分别与所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路和所述第二转换电路相连，用于根据轨道车辆的总线信息对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路和所述第二转换电路进行控制。

根据本实用新型实施例的轨道辅助变流器，通过第一逆变电路和第二逆变电路将输入直流电信号转换为交流电信号，并经过集成变压器输送至第一转换电路和第二转换电路，以对输入电信号进行转换，相较于原有的设置多个独立变压器分别独立运行，本实用新型通过将多个独立变压器进行集成，可以节省电路模块，使电路模块体积减小，降低成本，且若在某一电路失效时，可以通过集成变压器，利用其它电路实现该路的功能，提高轨道辅助变流器的安全可靠性。

在一些实施例中，所述轨道辅助变流器还包括：第三转换电路，所述第三转换电路的第一端与所述集成变压器的第五端相连，所述第三转换电路的第二端与低压电单元相连，用于对输入电信号进行转换；所述集成控制器，分别与所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路、所述第二转换电路和所述第三转换电路相连，用于根据轨道车辆的总线信息对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路、所述第二转换电路和所述第三转换电路进行控制。

在一些实施例中，所述集成变压器包括第一线圈；所述第一逆变电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；其中，所述第一开关管的第一端与所述电源的第一端相连，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端相连，所述第一开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第二开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第二开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端之间具有第一节点，所述第一节点通过第三电感与所述第一线圈的第一端相连；所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第一端相连，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端相连，所述第三开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第四开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第四开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端之间具有第二节点，所述第二节点通过第五电容与所述第一线圈的第二端相连。

在一些实施例中，所述集成变压器还包括第二线圈；所述第二逆变电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；其中，所述第五开关管的第一端与所述电源的第一端相连，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端相连，所述第五开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第六开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第六开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端之间具有第三节点，所述第三节点通过第四电感与所述第二线圈的第一端相连；所述第七开关管的第一端与所述第五开关管的第一端相连，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端相连，所述第七开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第八开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第八开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端之间具有第四节点，所述第四节点通过第六电容与所述第二线圈的第二端相连。

在一些实施例中，所述集成变压器还包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈的第二端与所述第四线圈的第一端为第一公共端；所述第一转换电路包括第九开关管、第十开关管、第一电感和第二电容；其中，所述第九开关管的第一端与所述第三线圈的第一端相连，所述第九开关管的第二端与所述高压电单元的第二端相连，所述第九开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十开关管的第一端与所述第四线圈的第二端相连，所述第十开关管的第二端分别与所述第九开关管的第二端、所述高压电单元的第二端相连，所述第十开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第一电感的第一端与所述第一公共端相连，所述第一电感的第二端与所述高压电单元的第一端相连，所述第二电容的第一端与所述高压电单元的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述高压电单元的第二端相连。

在一些实施例中，所述集成变压器还包括第五线圈和第六线圈，所述第五线圈的第二端与所述第六线圈的第一端为第二公共端；所述第二转换电路包括第十一开关管、第十二开关管、第二电感和第三电容；其中，所述第十一开关管的第一端与所述第五线圈的第一端相连，所述第十一开关管的第二端与所述用电负载的第二端相连，所述第十一开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十二开关管的第一端与所述第六线圈的第二端相连，所述第十二开关管的第二端分别与所述第十一开关管的第二端、所述用电负载的第二端相连，所述第十二开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第二电感的第一端与所述第二公共端相连，所述第二电感的第二端与所述用电负载的第一端相连，所述第三电容的第一端与所述用电负载的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述用电负载的第二端相连。

在一些实施例中，所述集成变压器还包括第七线圈；所述第三转换电路包括第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管和第四电容；其中，所述第十三开关管的第一端与所述低压电单元的第一端相连，所述第十三开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端相连，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端之间具有第五节点，所述第五节点与所述第七线圈的第一端相连，所述第十四开关管的第二端与所述低压电单元的第二端相连，所述第十四开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十五开关管的第一端与所述低压电单元的第一端相连，所述第十五开关管的第二端与所述第十六开关管的第一端相连，所述第十五开关管的第二端与所述第十六开关管的第一端之间具有第六节点，所述第六节点与所述第七线圈的第二端相连，所述第十五开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十六开关管的第二端与所述低压电单元的第二端相连，所述第十六开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第四电容的第一端与所述低压电单元的第一端相连，所述第四电容的第二端与所述低压电单元的第二端相连。

在一些实施例中，所述轨道辅助变流器还包括：预充电路，所述预充电路的第一端与所述电源的第一端相连，所述预充电路的第二端分别与所述第二开关管的第一端、所述第五开关管的第一端相连。

在一些实施例中，所述预充电路包括：第一开关，所述第一开关的第一端与所述电源的第一端相连；第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关管的第一端和所述第五开关管的第一端相连；第二开关，所述第二开关的第一端分别与所述电源的第一端、所述第一开关的第一端相连，所述第二开关的第二端与所述第一电阻的第二端相连。

本实用新型第二方面实施例提供一种轨道车辆，包括车厢和轨道辅助交流器总成系统，所述轨道辅助交流器总成系统包括至少一个如上述实施例所述的轨道辅助变流器。

根据本实用新型实施例的轨道车辆，通过轨道辅助交流器总成系统，即采用上述实施例的轨道辅助变流器，能够提高轨道辅助交流器总成系统安全可靠性。

在一些实施例中，所述车厢为N节，每节所述车厢都设置有所述轨道辅助变流器，每个所述轨道辅助变流器的集成控制器通过总线进行通信。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的轨道辅助交流器的结构框图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的轨道辅助交流器的结构框图；

图3是根据本实用新型一个实施例的轨道辅助交流器总成系统的结构框图；

图4是根据本实用新型一个实施例的轨道辅助变流器的电路拓扑图；

图5是根据本实用新型一个实施例的轨道车辆的结构框图；

图6是根据本实用新型一个实施例的多节车厢中轨道辅助变流器的分布图；

图7是根据本实用新型一个实施例的多节车厢中集成控制器的分布图。

附图标记：

轨道车辆100；

轨道辅助变流器10；车厢20；轨道辅助交流器总成系统30；

电源1；第一逆变电路2；第二逆变电路3；集成变压器4；第一转换电路5；第二转换电路6；集成控制器7；第三转换电路8；预充电路9；高压电单元11；用电负载 12；低压电单元13；PDU 14。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

为了解决上述问题，下面参考附图描述根据本实用新型第一方面实施例的轨道辅助变流器，本实用新型通过将多个的独立变压器进行集成，可以节省成本，提高安全可靠性。

图1为本实用新型一个实施例的轨道辅助变流器的结构框图。如图1所示，轨道辅助变流器10包括第一逆变电路2、第二逆变电路3、集成变压器4、第一转换电路5、第二转换电路6以及集成控制器7。

其中，第一逆变电路2的输入端与电源1相连，用于将输入直流电信号转换为交流电信号；第二逆变电路3的输入端与电源1相连，用于将输入直流电信号转换为交流电信号；集成变压器4的第一端与第一逆变电路2的输出端相连，集成变压器4的第二端与第二逆变电路3的输出端相连；第一转换电路5的第一端与集成变压器4的第三端相连，第一转换电路5的第二端与高压电单元11例如高压电池包、较高电压供电的负载等相连，用于对输入电信号进行转换；第二转换电路6的第一端与集成变压器4的第四端相连，第二转换电路6的第二端与用电负载12相连，用于对输入电信号进行转换；集成控制器7分别与第一逆变电路2、第二逆变电路3、第一转换电路4和第二转换电路5相连，用于根据轨道车辆的总线信息对第一逆变电路2、第二逆变电路3、第一转换电路5和第二转换电路6进行控制。

具体地，本实用新型实施例中，将原有的多个例如三个独立的变压器进行集成，作为本实用新型实施例中的集成变压器4，使第一逆变电路2和第二逆变电路3无需再单独设置独立变压器输送电信号，通过集成控制器7控制第一逆变电路2和第二逆变电路 3的电信号，均可直接经集成变压器4对输入直流电信号进行转换，以给第一转换电路 5和第二转换电路6输送电能，提供用电负载12所需的电压，因此通过将原有的多个独立变压器进行集成，可以节省电路模块，降低成本，且使轨道辅助变流器10的电路体积减小，便于整车布置，同时，第一逆变电路2和第二逆变电路3并联连接，因此若其中某一电路模块失效，则可通过集成控制器7控制有效电路经集成变压器4对失效电路进行电信号输送，使失效电路仍能正常工作，且不影响其它电路模块的运行，以及若第一逆变电路2 和第二逆变电路3同时失效，也可以通过集成控制器7控制第一转换电路5进行逆向反馈电能，使轨道辅助变流器10正常工作，即为与第一转换电路5相连的高压电单元11如电池进行供电，通过集成变压器4进行转换输送，实现其他电路模块的功能，也不影响第一转换电路5和第二转换电路6的输出，使电路间相互复用，提高轨道辅助变流器10的安全可靠性。

根据本实用新型的轨道辅助变流器10，通过将原有的多个独立的变压器进行集成，即采用集成变压器4，以及集成控制器7控制各电路模块工作，实现轨道辅助变流器10的功能，也就是集成控制器7控制第一逆变电路2和第二逆变电路3，直接经集成变压器4，将转换的交流电信号输送至第一转换电路5和第二转换电路6，实现对输入电信号的转换，而无需再分别单独设置变压器使第一逆变电路2和第二逆变电路3输送电信号，从而节省电路模块，且可以使电路体积变小，降低成本，便于整车空间布置，以及通过集成变压器4，可以在某一电路模块失效时，利用其它电路实现失效电路模块的功能，从而提高轨道辅助变流器10的安全可靠性。

在实施例中，如图2所示，本实用新型的轨道辅助交流器10还包括第三转换电路8，其中，第三转换电路8的第一端与集成变压器4的第五端相连，第三转换电路8的第二端与低压电单元13例如低压电池包、需要较低电压供电的负载等相连，用于对输入电信号进行转换，且第三转换电路8也相连于集成控制器7，以用于根据轨道车辆的总线信息对第三转换电路8进行控制。具体地，电信号经第一逆变电路2，和\或，第二逆变电路3，可以直接通过集成变压器4，提供第三转换电路8电能，以及，在第一逆变电路2和第二逆变电路3失效时，也可以通过低压单元13供电，集成控制器7控制第三转换电路8转换电信号，将转换后的电信号通过集成变压器4输送至失效电路模块，使轨道辅助变流器10正常运行，实现电路模块间的相互复用，进一步提高轨道辅助变流器10的安全可靠性。

下面通过图3对本实用新型实施例的轨道辅助变流器工作过程进行说明。如图3所示，电源1如供电网为轨道辅助变流器10提供电能，通过PDU14(Power Distribution Unit，电源分配单元)将电信号输送至集成变压器4，即将原有的多个独立变压器进行集成，从而根据轨道车辆的总线信息对集成变压器4进行控制，以改变交流电压值，提供后端的用电负载12所需的电压。

进一步地，如图4所示，集成变压器4包括第一线圈W1，以及第一逆变电路2包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。其中，第一开关管 Q1的第一端与电源1的第一端相连，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端相连，第一开关管Q1的控制端与集成控制器7相连，以及第二开关管Q2的第二端与电源1的第二端相连，第二开关管Q2的控制端与集成控制器7相连，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端之间具有第一节点，第一节点通过第三电感L3与第一线圈W1的第一端相连，以及第三开关管Q3的第一端与第一开关管Q1的第一端相连，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第一端相连，第三开关管Q3的控制端与集成控制器7相连，以及第四开关管Q4的第二端与电源1的第二端相连，第四开关管Q4的控制端与集成控制器7相连，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第一端之间具有第二节点，第二节点通过第五电容C5与第一线圈W1的第二端相连。

以及，如图4所示，集成变压器4还包括第二线圈W2，以及第二逆变电路3包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，其中，第五开关管Q5 的第一端与电源1的第一端相连，第五开关管Q5的第二端与第六开关管Q6的第一端相连，第五开关管Q5的控制端与集成控制器7相连，以及第六开关管Q6的第二端与电源 1的第二端相连，第六开关管Q6的控制端与集成控制器7相连，第五开关管Q5的第二端与第六开关管Q6的第一端之间具有第三节点，第三节点通过第四电感L4与第二线圈 W2的第一端相连，以及第七开关管Q7的第一端与第五开关管Q5的第一端相连，第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q8的第一端相连，第七开关管Q7的控制端与集成控制器7相连，以及第八开关管Q8的第二端与电源1的第二端相连，第八开关管Q7的控制端与集成控制器7相连，第七开关管Q7的第二端与第八开关管Q7的第一端之间具有第四节点，第四节点通过第六电容C6与第二线圈W2的第二端相连。

以及，如图4所示，集成变压器4还包括第三线圈W3和第四线圈W4，第三线圈W3 的第二端与第四线圈W4的第一端为第一公共端。第一转换电路5包括第九开关管Q9、第十开关管Q10、第一电感L1和第二电容C2，其中，第九开关管Q9的第一端与第三线圈W3的第一端相连，第九开关管Q9的第二端与高压电单元11的第二端相连，第九开关管Q9的控制端与集成控制器7相连，以及第十开关管Q10的第一端与第四线圈W4的第二端相连，第十开关管Q10的第二端分别与第九开关管Q9的第二端、高压电单元11 的第二端相连，第十开关管Q10的控制端与集成控制器7相连，第一电感L1的第一端与第一公共端相连，第一电感L1的第二端与高压电单元11的第一端相连，第二电容C2 的第一端与高压电单元11的第一端相连，第二电容C2的第二端与高压电单元11的第二端相连。

以及，如图4所示，集成变压器4还包括第五线圈W5和第六线圈W6，第五线圈W5 的第二端与第六线圈W6的第一端为第二公共端。第二转换电路6包括第十一开关管Q11、第十二开关管Q12、第二电感L2和第三电容C3，其中，第十一开关管Q11的第一端与第五线圈W5的第一端相连，第十一开关管Q11的第二端与用电负载12的第二端相连，第十一开关管Q11的控制端与集成控制器7相连，第十二开关管Q12的第一端与第六线圈W6的第二端相连，第十二开关管Q12的第二端分别与第十一开关管Q11的第二端、用电负载12的第二端相连，第十二开关管Q12的控制端与集成控制器7相连，第二电感L2的第一端与第二公共端相连，第二电感L2的第二端与用电负载12的第一端相连，第三电容C3的第一端与用电负载12的第一端相连，第三电容C3的第二端与用电负载 12的第二端相连。其中，用电负载12在图4中标示为Load。

以及，如图4所示，集成变压器4还包括第七线圈W7，第三转换电路8包括第十三开关管Q13、第十四开关管Q14、第十五开关管Q15、第十六开关管Q16和第四电容C4，其中，第十三开关管Q13的第一端与低压电单元13的第一端相连，第十三开关管Q13 的控制端与集成控制器7相连，第十三开关管Q13的第二端与第十四开关管Q14的第一端相连，第十三开关管Q13的第二端与第十四开关管Q14的第一端之间具有第五节点，第五节点与第七线圈W7的第一端相连，第十四开关管Q14的第二端与低压电单元13的第二端相连，第十四开关管Q14的控制端与集成控制器7相连，第十五开关管Q15的第一端与低压电单元13的第一端相连，第十五开关管Q15的第二端与第十六开关管Q16 的第一端相连，第十五开关管Q15的第二端与第十六开关管Q16的第一端之间具有第六节点，第六节点与第七线圈W7的第二端相连，第十五开关管Q15的控制端与集成控制器7相连，第十六开关管Q16的第二端与低压电单元13的第二端相连，第十六开关管 Q16的控制端与集成控制器7相连，第四电容C4的第一端与低压电单元13的第一端相连，第四电容C4的第二端与低压电单元13的第二端相连。

在实施例中，如图4所示，本实用新型的轨道辅助变流器10还包括预充电路9，预充电路9的第一端与电源1的第一端相连，预充电路9的第二端分别与第二开关管Q2 的第一端、第五开关管Q5的第一端相连。其中，图4中电源1标示为DC。

具体地，如图4所示，预充电路9包括第一开关K1、第一电阻R1和第二开关K2。其中，第一开关K1的第一端与电源1的第一端相连，第一电阻R1的第一端与第一开关 K1的第二端相连，第一电阻R1的第二端分别与第一开关管Q1的第一端和第五开关管Q5的第一端相连，第二开关K2的第一端分别与电源1的第一端、第一开关K1的第一端相连，第二开关K2的第二端与第一电阻R1的第二端相连。

下面根据附图4对本实用新型的轨道辅助变流器10的工作方式进行具体说明，如图 4所示，DC为直流源供电，在进行工作时，第一开关K1先吸合，通过第一电阻R1给后端电路预充，再吸合第二开关K2，并通过保险F1和F2输送到第一逆变电路2和第二逆变电路3，具体工作方式如下：集成控制器7控制Q1\Q2\Q3\Q4第一逆变电路2工作，电信号通过集成变压器4输出给第一转换电路5、第二转换电路6和第三转换电路8，以及可以通过集成控制器7选择控制三个电路模块中的开关管Qn，从而可以控制其中一个电路模块工作、或任意两个电路模块、或全部三个电路模块工作，或者，集成控制器 7控制Q5\Q6\Q7\Q8第二逆变电路3工作，电信号通过集成变压器4输出给第一转换电路5、第二转换电路6和第三转换电路8，以及可以通过集成控制器7选择控制三个电路模块中的开关管Qn，从而可以控制其中一个电路模块工作、或任意两个电路模块、或全部三个电路模块工作，或者，集成控制器7控制Q1\Q2\Q3\Q4第一逆变电路2和控制 Q5\Q6\Q7\Q8第二逆变电路3交错工作，电信号通过集成变压器4输出给第一转换电路 5、第二转换电路6和第三转换电路8，以及可以通过集成控制器7选择控制三个电路模块中的开关管Qn，从而可以控制其中一个电路模块工作、或任意两个电路模块、或全部三个电路模块工作，或者，集成控制器7控制第一转换电路5相连的高压电单元11即电池供电，控制Q9\Q10使第一转换电路5输出电信号到集成变压器4，然后电信号通过集成变压器4输送给其他电路模块，以及可以通过集成控制器7选择控制各电路模块中的开关管Qn，从而可以控制其中任意一个电路模块或任意组合进行工作输出，或者，集成控制器7控制第三转换电路8相连的低压电单元13即低压电池供电，控制 Q13\Q14\Q15\Q16使第三转换电路8输出电信号到集成变压器4，然后电信号通过集成变压器4给到其他电路模块，以及可以通过集成控制器7选择控制各电路模块中的开关管Qn，从而可以控制其中任意一个电路模块或任意组合进行工作输出。

因此，如图4所示，第一逆变电路2和第二逆变电路3分别通过保险F1、F2与电源相连，共用前端电容和电阻，F1与F2并联，若轨道辅助变流器10中的F1或F2失效，则可通过集成变压器4使有效电路对失效电路进行电信号输送，恢复失效电路的功能，不影响轨道辅助变流器10的正常运行，以及若F1与F2同时失效，也可以通过后级电路模块相互之间转换，即第一转换电路5或第三转换电路8通过供电，经集成变压器4，进行逆向电能反馈，并可以通过集成控制器7控制各电路模块中的开关管Qn，从而可以选择性地控制电路模块输入电信号，实现其他电路模块的功能，使电路模块间相互复用，不影响轨道辅助变流器10正常工作，提高轨道辅助变流器10的安全可靠性，以及在轨道辅助变流器10 工作时，也可以控制第一逆变电路2和第二逆变电路3进行交错工作，即将第一逆变电路2 和第二逆变电路3中开关管的开通时间进行错相处理，从而降低纹波影响，减少EMC(Electro MagneticCompatibility，即电磁兼容)干扰。

此外，通过将原有的多个独立变压器进行集成，即通过集成变压器4，电路模块之间可以相互复用，使轨道辅助变流器10控制方式更加灵活，且能够实现双向能量流通，即当任意两电路模块之间需要相互转换时，可以直接通过集成变压器4进行转换，而无需再经其它电路模块输送，从而使得轨道辅助变流器10的控制更加便捷灵活，例如，750V转换110V，可以双向流通实现110V转750V，以及要实现110V转24V，本实用新型经集成变压器可以直接相互转换，无需110V先转750V再转24V，即无需从单个电路模块实现双向再实现系统双向，使轨道辅助变流器10的控制方式更加灵活。

总而言之，根据本实用新型实施例的轨道辅助变流器10，通过将原有的多个独立的变压器和多个独立的控制器进行集成，使得电路模块减少，节省电路模块，降低成本，以及将电路集成，也可以使电路体积减小，便于整车布置，同时，若轨道辅助变流器10 中某一电路模块失效时，可以通过集成变压器4，恢复维持其他电路模块的工作功能，不仅使电路模块相互复用，实现双向能量流通，提高安全可靠性，而且由于将原有的多个独立变压器进行集成，也使轨道辅助变压器10损坏减少，控制方式更加灵活，提高轨道辅助变压器10的工作效率。

本实用新型第二方面实施例提出一种轨道车辆，如图5所示，轨道车辆100包括车厢20和轨道辅助交流器总成系统30。

其中，轨道辅助交流器总成系统30包括至少一个如上述实施例提供的轨道辅助变流器10。

以及，如图6所示，图6中辅助变流器10简称为辅变，车厢20可以为N节，每节车厢20都设置有轨道辅助变流器10，每个轨道辅助变流器10的集成控制器通过总线进行通信，其中，N为大于1的整数。

在实施例中，轨道车辆100包含多个车厢20时，可以设置至少一个轨道辅助变流器10，以及，也可以在每个车厢20搭载一个轨道辅助变流器10，以防其中一个轨道辅助变流器10发生故障时，启动其他轨道辅助变流器10工作，或可以控制多个轨道辅助变流器10同时工作，提高工作效率。具体地，当轨道车辆10负载较小时，可选择其中一节车厢20或部分车厢20的轨道辅助变流器10进行工作，减少工作损耗，提高轨道辅助交流器总成系统30效率，以及当轨道车辆10中的某一节车厢20轨道辅助变流器10 失效时，可由其他车厢20轨道辅助变流器10进行供电，并可通过集成控制器7发到总线，同时，在此过程中，多节车厢20的轨道辅助变流器10需要按顺序，作为主控制器进行接受信息和发送命令，以防止主控制器混乱导致其它轨道辅助变流器10无法辨识工作的情况。

进一步地，如图7所示为集成控制器7的分布图，在轨道车辆100运行时，需要每个轨道辅助变流器10的集成控制器7将自己的信息发送至总线，多个车厢20分别接收信息，以及每个车厢20分别有自己的ID，轨道车辆100启动运行时默认一个主控顺序，相互监控，即以1、2、3～n的顺序，先由1进行工作和监控，负载增大时由1启动2，同时设定电流阈值，当低于一定值时，再逐一关闭，以及若其中一个轨道辅助变流器10 失效，则由主控重新安排，若主控失效，按照默认顺序由2启动做主控，以此类推，实现轨道车辆100的正常运行。例如，假设每个轨道辅助变流器10的第一转换电路5、第二转换电路6和第三转换电路8分别对应输出V1、V2、V3。当轨道车辆100运行初期，先由默认为1的轨道辅助变流器10工作，若轨道辅助变流器10的输出电流超出上限，默认为1的轨道辅助变流器10就会发出电流请求信息给总线，此时默认2顺序的轨道辅助变流器10开始工作……以此类推，若总体轨道辅助变流器10全部工作还未能满足轨道车辆100的电流需求，则由最后一个轨道辅助变流器10发出告警给总线。

其中，对于轨道辅助变流器10失效的检测方式，可以在轨道辅助变流器10内部设定启动时间阈值，若轮到默认为2的轨道辅助变流器10启动，默认为2的轨道辅助变流器10并未发送启动成功信息，并在多次尝试启动后仍不成功，则默认为3的轨道辅助变流器10启动工作，同时发出默认为2的轨道辅助变流器10失效信息。在实施例中，对于检测条件可以设定很多种，可以根据需要或实际情况进行条件设定，以及时给轨道车辆100供电，并在不工作时及时关闭供电，为了方便说明，本实施方式仅列举示例，并非对本实用新型具体结构和保护范围的限制。

根据本实用新型实施例的轨道车辆10，通过轨道辅助交流器总成系统30，即采用上述实施例的轨道辅助变流器1，通过将原有的多个独立的变压器进行集成，即集成变压器4，使得轨道辅助变流器1体积减小，便于整车布置，且能够提高轨道车辆10运行的安全可靠性，以及本实用新型通过将原有的多个独立控制器也进行集成，即集成控制器 7，可以减少电路相互通信，提高轨道辅助交流器总成系统30响应速度，且在多节车厢 20时，便于多节车厢20集成控制，提高轨道辅助交流器总成系统30安全可靠性，以及多车厢20供电根据集成控制器7负责调节工作模块，提高轨道辅助交流器总成系统30 工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种轨道辅助变流器，其特征在于，包括：

第一逆变电路，所述第一逆变电路的输入端与电源相连，用于将输入直流电信号转换为交流电信号；

第二逆变电路，所述第二逆变电路的输入端与所述电源相连，用于将输入直流电信号转换为交流电信号；

集成变压器，所述集成变压器的第一端与所述第一逆变电路的输出端相连，所述集成变压器的第二端与所述第二逆变电路的输出端相连；

第一转换电路，所述第一转换电路的第一端与所述集成变压器的第三端相连，所述第一转换电路的第二端与高压电单元相连，用于对输入电信号进行转换；

第二转换电路，所述第二转换电路的第一端与所述集成变压器的第四端相连，所述第二转换电路的第二端与用电负载相连，用于对输入电信号进行转换；

集成控制器，分别与所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路和所述第二转换电路相连，用于根据轨道车辆的总线信息对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路和所述第二转换电路进行控制。

2.根据权利要求1所述的轨道辅助变流器，其特征在于，所述轨道辅助变流器还包括：

第三转换电路，所述第三转换电路的第一端与所述集成变压器的第五端相连，所述第三转换电路的第二端与低压电单元相连，用于对输入电信号进行转换；

所述集成控制器，分别与所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路、所述第二转换电路和所述第三转换电路相连，用于根据轨道车辆的总线信息对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路、所述第一转换电路、所述第二转换电路和所述第三转换电路进行控制。

3.根据权利要求2所述的轨道辅助变流器，其特征在于，

所述集成变压器包括第一线圈；

所述第一逆变电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

其中，所述第一开关管的第一端与所述电源的第一端相连，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端相连，所述第一开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第二开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第二开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端之间具有第一节点，所述第一节点通过第三电感与所述第一线圈的第一端相连；

所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第一端相连，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端相连，所述第三开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第四开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第四开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端之间具有第二节点，所述第二节点通过第五电容与所述第一线圈的第二端相连。

4.根据权利要求3所述的轨道辅助变流器，其特征在于，

所述集成变压器还包括第二线圈；

所述第二逆变电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；

其中，所述第五开关管的第一端与所述电源的第一端相连，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端相连，所述第五开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第六开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第六开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端之间具有第三节点，所述第三节点通过第四电感与所述第二线圈的第一端相连；

所述第七开关管的第一端与所述第五开关管的第一端相连，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端相连，所述第七开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第八开关管的第二端与所述电源的第二端相连，所述第八开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端之间具有第四节点，所述第四节点通过第六电容与所述第二线圈的第二端相连。

5.根据权利要求1所述的轨道辅助变流器，其特征在于，

所述集成变压器还包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈的第二端与所述第四线圈的第一端为第一公共端；

所述第一转换电路包括第九开关管、第十开关管、第一电感和第二电容；

其中，所述第九开关管的第一端与所述第三线圈的第一端相连，所述第九开关管的第二端与所述高压电单元的第二端相连，所述第九开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十开关管的第一端与所述第四线圈的第二端相连，所述第十开关管的第二端分别与所述第九开关管的第二端、所述高压电单元的第二端相连，所述第十开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第一电感的第一端与所述第一公共端相连，所述第一电感的第二端与所述高压电单元的第一端相连，所述第二电容的第一端与所述高压电单元的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述高压电单元的第二端相连。

6.根据权利要求1所述的轨道辅助变流器，其特征在于，

所述集成变压器还包括第五线圈和第六线圈，所述第五线圈的第二端与所述第六线圈的第一端为第二公共端；

所述第二转换电路包括第十一开关管、第十二开关管、第二电感和第三电容；

其中，所述第十一开关管的第一端与所述第五线圈的第一端相连，所述第十一开关管的第二端与所述用电负载的第二端相连，所述第十一开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十二开关管的第一端与所述第六线圈的第二端相连，所述第十二开关管的第二端分别与所述第十一开关管的第二端、所述用电负载的第二端相连，所述第十二开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第二电感的第一端与所述第二公共端相连，所述第二电感的第二端与所述用电负载的第一端相连，所述第三电容的第一端与所述用电负载的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述用电负载的第二端相连。

7.根据权利要求2所述的轨道辅助变流器，其特征在于，

所述集成变压器还包括第七线圈；

所述第三转换电路包括第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管、第十六开关管和第四电容；

其中，所述第十三开关管的第一端与所述低压电单元的第一端相连，所述第十三开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端相连，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端之间具有第五节点，所述第五节点与所述第七线圈的第一端相连，所述第十四开关管的第二端与所述低压电单元的第二端相连，所述第十四开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十五开关管的第一端与所述低压电单元的第一端相连，所述第十五开关管的第二端与所述第十六开关管的第一端相连，所述第十五开关管的第二端与所述第十六开关管的第一端之间具有第六节点，所述第六节点与所述第七线圈的第二端相连，所述第十五开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第十六开关管的第二端与所述低压电单元的第二端相连，所述第十六开关管的控制端与所述集成控制器相连，所述第四电容的第一端与所述低压电单元的第一端相连，所述第四电容的第二端与所述低压电单元的第二端相连。

8.根据权利要求4所述的轨道辅助变流器，其特征在于，所述轨道辅助变流器还包括：

预充电路，所述预充电路的第一端与所述电源的第一端相连，所述预充电路的第二端分别与所述第二开关管的第一端、所述第五开关管的第一端相连。

9.根据权利要求8所述的轨道辅助变流器，其特征在于，所述预充电路包括：

第一开关，所述第一开关的第一端与所述电源的第一端相连；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关管的第一端和所述第五开关管的第一端相连；

第二开关，所述第二开关的第一端分别与所述电源的第一端、所述第一开关的第一端相连，所述第二开关的第二端与所述第一电阻的第二端相连。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括车厢和轨道辅助交流器总成系统，所述轨道辅助交流器总成系统包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的轨道辅助变流器。

11.根据权利要求10所述的轨道车辆，其特征在于，所述车厢为N节，每节所述车厢都设置有所述轨道辅助变流器，每个所述轨道辅助变流器的集成控制器通过总线进行通信，其中N为大于1的整数。

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