CN217022499U - 供电控制电路和轨道交通空调控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供供电控制电路和轨道交通空调控制系统，其中，供电控制电路连接在负载和供电电源之间，所述供电控制电路包括控制模块，以及并联连接的主供电回路和备用供电回路，其中：主供电回路中设置有第一变频器，第一变频器的输入端与供电电源连接，第一变频器的输出端与负载连接；备用供电回路的电源输入端与供电电源连接，备用供电回路的电源输出端与负载连接；控制模块分别与主供电回路和备用供电回路连接，用于在第一变频器出现故障时，将负载的供电方式从由主供电回路供电切换为由备用供电回路供电。该技术方案能在变频器出现故障的情况下，保持给负载供电，以保持负载的正常运行。

Description

供电控制电路和轨道交通空调控制系统

技术领域

本申请涉及电路领域，尤其涉及供电控制电路和轨道交通空调控制系统。

背景技术

轨道交通空调系统是一种机电一体化、软硬件结合且集成的系统，在整个系统部件中，空调的通风机是整个车厢的空气循环系统的驱动器。其中，轨道交通空调系统的通风机模块主要由供电模块、保护模块、变频器以及用电器(即通风机)组成，供电模块提供的电源经空气开关、热继电器等保护元件接入变频器，再由变频器驱动通风机工作。

在目前的一些通风机供电控制方案中，通风机的工作状态直接受变频器的工作状态影响，当变频器出现故障时，空调的主控系统会下发停止通风机运行的指令，这样会使轨道车厢内的空气流通受阻，让车厢内的乘客感觉不适。

实用新型内容

本申请提供供电控制电路和轨道交通空调控制系统，以解决变频器出现故障负载无法工作的技术问题。

第一方面，本申请提供一种供电控制电路，连接在负载和供电电源之间，所述供电控制电路包括控制模块，以及并联连接的主供电回路和备用供电回路，其中：

所述主供电回路中设置有第一变频器，所述第一变频器的输入端与所述供电电源连接，所述第一变频器的输出端与所述负载连接；

所述备用供电回路的电源输入端与所述供电电源连接，所述备用供电回路的电源输出端与所述负载连接；

所述控制模块分别与所述主供电回路和所述备用供电回路连接，用于在所述第一变频器出现故障时，将所述负载的供电方式从由所述主供电回路供电切换为由所述备用供电回路供电。

在一些可能的实施例中，所述主供电回路与所述备用供电回路构成互锁电路。

在一些可能的实施例中，所述主供电回路还包括第一开关模块，所述第一开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第一开关模块的开关部件连接在所述第一变频器的输入端与所述供电电源之间，用于导通或断开所述供电电源与所述第一变频器之间的连接；

所述第一开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第一开关模块的开关部件的通断。

在一些可能的实施例中，所述主供电回路还包括第一开关模块，所述第一开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第一开关模块的开关部件连接在所述第一变频器的输入端与所述供电电源之间，用于导通或断开所述供电电源与所述第一变频器之间的连接；

所述第一开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第一开关模块的开关部件的通断。

在一些可能的实施例中，所述第一开关模块包括第一接触器，所述第一接触器中的开关为所述第一开关模块的开关部件，所述第一接触器中的线圈为所述第一开关模块的受控部件。

在一些可能的实施例中，所述主供电回路还包括第一保护模块，所述第一开关模块的开关部件通过所述第一保护模块与所述供电电源连接，所述第一保护模块用于在所述主供电回路给所述负载供电时保护所述负载。

在一些可能的实施例中，所述主供电回路还包括第二开关模块，所述第二开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第二开关模块的开关部件连接在所述第一变频器的输出端与所述负载之间，用于导通或断开所述第一变频器与所述负载之间的连接；

所述第二开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第二开关模块的开关部件的通断。

在一些可能的实施例中，所述备用供电回路包括第三开关模块，所述第三开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第三开关模块的开关部件连接在所述供电电源与所述负载之间，用于导通或断开所述供电电源与所述负载之间的连接；

所述第三开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第三开关模块的开关部件的通断。

在一些可能的实施例中，所述备用供电回路还包括第二保护模块，所述第三开关模块的开关部件通过所述第二保护模块与所述供电电源连接，所述第二保护模块用于在所述备用供电回路给所述负载供电时保护所述负载。

在一些可能的实施例中，所述备用供电回路还包括第二变频器，所述第三开关模块的开关部件通过所述第二变频器与所述负载连接。

第二方面，本申请提供一种轨道交通空调控制系统，包括供电电源、通风机和上述第一方面所述的供电控制电路，其中，所述供电控制电路连接在所述供电电源和所述通风机之间，用于控制所述供电电源与所述通风机之间的电连接状态。

在本申请的技术方案中，供电控制电路连接在负载和供电电源之间，供电控制电路包括控制模块和并联连接的主供电回路和备用供电回路，主供电回路中设置有第一变频器，第一变频器的输入端与供电电源电连接，第一变频器的输出端与负载连接，使得供电电源提供的电源能够经第一变频器处理后提供给负载；备用供电回路的电源输入端与供电电源连接，备用供电回路的电源输出端与负载连接，控制模块分别与主供电回路和备用供电回路连接，用于在第一变频器出现故障时，将负载的供电方式由主供电回路供电切换为由备用供电回路供电，这样能够使得在第一变频器未出现故障时，供电电源提供的电源经由主供电回路提供给负载，在第一变频器出现故障时，供电电源提供的电源由备用供电回路提供给负载。通过设置与主供电回路并联连接的备用供电回路，在变频器出现故障时能够通过备用供电回路给负载供电，保证负载在变频器出现故障时也能正常运行。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种轨道交通空调控制系统的结构框图；

图2为本申请实施例提供的一种供电控制电路的结构框图；

图3为本申请实施例提供的一种供电控制电路的电路原理图；

图4为本申请实施例提供的另一种供电控制电路的电路原理图；

图5为本申请实施例提供的又一种供电控制电路的电路原理图；

图6为本申请实施例提供的一种硬件互锁电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请的供电控制电路可应用于各种基于变频器驱动负载工作的场景。在该这些场景中，变频器用于实现对负载的各种电力控制。其中，变频器主要由整流单元、滤波单元、逆变器、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等多个功能模块组成，用于根据负载的实际需要，调整向负载输出的电源的电压和频率，以提供给负载所需的电源电压，从而达到节能和调速的目的。本申请的供电控制电路可用于在该场景中控制供电电源与负载之间的连接状态，保证负载的正常运行。

在一种具体的场景中，本申请的供电控制电路可应用于轨道交通空调控制系统，负载可以为轨道交通空调系统中的通风机。具体地，可参见图1，图1为本申请实施例提供的一种轨道交通空调控制系统的结构框图，如图1所示，轨道交通空调系统10可包括供电电源100、供电控制电路200和通风机301。其中，供电电源100用于给通风机301提供运行所需的电力；示例性地，供电电源100可以为380V的交流电源，当然，供电电源也可以为其他电源，如还可以为220V的交流电源等；供电电源100的工作频率可以与通风机的工作频率相关，示例性地，供电电源100的工作频率可以为50赫兹(Hz)。通风机301用于实现空气循环，使轨道车厢内的空气流通。供电控制电路200连接在供电电源100和通风机301之间，用于控制供电电源与通风机之间的电连接状态，即用于控制供电电源100与通风机301之间的电连接导通，从而给通风机供电，或者，用于控制供电电源100与通风机301之间的电连接断开，从而停止给通风机供电。需要说明的是，上述图1所示的轨道交通空调系统10仅为示例，在实际应用中，轨道交通空调系统还可以包括更多的系统部件。

进一步地，可参见图2，图2为本申请实施例提供的供电控制电路的结构框图，如图2所示，供电控制电路200可包括控制模块201，以及，并联连接的主供电回路202和备用供电回路203，其中：

主供电回路202中设置有第一变频器2021，第一变频器2021的输入端与供电电源100连接，第一变频器2021的输出端与负载300连接；

备用供电回路203的电源输入端与供电电源100连接，备用供电回路203的电源输出端与负载300连接；

控制模块201分别与主供电回路202和备用供电回路203连接，用于在第一变频器2021出现故障时，将负载300的供电方式从由主供电回路202供电切换为由备用供电回路203供电。

具体地，负载300可以为任意一种通过电力驱动实现某种功能且由变频器实现电力控制的部件，例如，负载300可以为前述提到的通风机301。主供电回路202可以为任意一种包含有变频器的供电回路，其中，在由主供电回路202给负载300供电的情况下，供电电源100提供的电源经由第一变频器进行整流、调压、逆变、调频等处理后输出给负载100。备用供电回路203可以为任意一种能够向负载100供电的供电回路。

具体地，控制模块201可以为任意一种能够控制供电回路通断的电路或芯片，控制模块201包括但不限于为中央处理单元(central processing unit，CPU)、微处理单元(microcontrol unit，MCU)、片上系统(systemonchip，SOC)，等等。在一些可能的情况中，控制模块201可以为第一变频器2021中的微处理单元；可选地，控制模块201也可以为与第一变频器中的微处理单元相互独立且具备控制功能的模块；有关于控制模块201的具体形式，本申请不做限制。

具体地，在第一变频器正常运行的情况下，控制模块201控制主供电回路202导通，并控制备用供电回路203断开，供电电源100提供的电源经主供电回路202输出给负载300，即负载300的供电方式为由主供电回路202供电；在第一变频器出现故障时，控制模块201控制主供电回路202断开，并控制备用供电回路203导通，供电电源提供的电源经备用供电回路203输出给负载300，即负载300的供电方式为由备用供电回路203供电。

上述可知，在本申请的技术方案中，通过设置与主供电回路并联连接的备用供电回路，控制模块在主供电回路中的变频器出现故障时控制负载的供电方式由主供电回路供电切换为由备用供电回路供电，在变频器出现故障时通过备用供电回路给负载供电，从而能够保证负载在变频器出现故障时也能正常运行。

为便于实施，以下介绍上述供电控制电路的一些具体实现方式，可参见图3-图5，图3-图5为本申请实施提供的几种供电控制电路的部分电路原理图。

在一些可能的实施方式中，可以在主供电回路中设置电可控的开关模块，控制模块通过控制该电可控的开关模块来控制主供电回路的导通与断开。主供电回路202还包括第一开关模块2022，第一开关模块2022包括开关部件和受控部件，其中，第一开关模块2022的开关部件连接在第一变频器2021的输入端与供电电源100之间，用于导通或断开供电电源100与第一变频器2021之间的连接；第一开关模块2022的受控部件与控制模块201连接，用于控制第一开关模块的开关部件的通断。其中，第一开关模块2022的受控部件具体用于在控制模块201的控制下控制第一开关模块2022的开关部件导通或关断。具体地，当第一变频器2021正常运行时，第一开关模块2022的受控部件在控制模块201的控制下控制第一开关模块2022的开关部件闭合；当第一变频器2021出现故障时，第一开关模块2022的受控部件在控制模块201的控制下控制第一开关模块2022的开关部件断开。

在一种具体实现方式中，第一开关模块2022可以包括第一接触器，其中，第一接触器中的开关即为第一开关模块的开关部件，第一接触器的线圈即为第一开关模块的受控部件。示例性地，第一接触器可以为图3-图5中的接触器K13，当第一变频器2021正常运行时，控制模块201控制接触器K13闭合，从而导通主供电回路202；当第一变频器2021出现故障时，控制模块201控制接触器K13断开，从而断开主供电回路202。

可选地，在其他可能的实现方式中，第一开关模块2022也可以包括其他能够实现通断控制的元器件，如三极管、MOS管等，有关于第一开关模块2022的具体形式，本申请不做限制。通过在主供电回路中设置电可控的开关模块，通过少量口即可实现对主供电回路的通断控制，实现方式较为简单。

在一些可能的实施方式中，与主供电回路同理，也可以在备用供电回路中设置电可控的开关模块，控制模块201通过控制该电可控的开关模块来控制备用供电回路的导通与断开。备用供电回路203可包括第三开关模块2031，第三开关模块2031包括开关部件和受控部件；第三开关模块2031的开关部件连接在供电电源100与负载300之间，用于导通或断开供电电源100与负载300之间的连接；第三开关模块2031的受控部件与控制模块201连接，用于控制所述第三开关模块2031的开关部件的通断。其中，第三开关模块2031的受控部件具体用于在控制模块201的控制下控制第三开关模块2031的开关部件导通或关断。具体地，当第一变频器2021正常运行时，第三开关模块2031的受控部件在控制模块201的控制下控制第三开关模块2031的开关部件断开；当第一变频器2021出现故障时，第三开关模块2031的受控部件在控制模块201的控制下控制第三开关模块2031的开关部件闭合。

在一种具体实现方式中，第三开关模块2031可以包括第三接触器，其中，第三接触器中的开关即为第三开关模块的开关部件，第三接触器的线圈即为第三开关模块的受控部件。示例性地，第三接触器可以为图3-图5中的接触器K12，当第一变频器2021正常运行时，控制模块201控制接触器K12断开，从而断开备用供电回路203；当第一变频器2021出现故障时，控制模块201控制接触器K12闭合，从而导通备用供电回路203。

可选地，在其他可能的实现方式中，第三开关模块2031也可以包括其他能够实现通断控制的元器件，如三极管、MOS管等，有关于第三开关模块2031的具体形式，本申请不做限制。通过在备用供电回路中设置电可控的开关模块，通过少量口即可实现对备用供电回路的通断控制，实现方式较为简单。

在一些可能的实施方式中，主供电回路202还可以包括第二开关模块2023，第二开关模块2023包括开关部件和受控部件；第二开关模块2023的开关部件连接在第一变频器2021的输出端与负载300之间，用于导通或断开第一变频器2021与负载300之间的连接；第二开关模块2023的受控部件与控制模块201连接，用于控制第二开关模块2023的开关部件的通断。其中，第二开关模块2023的受控部件具体用于在控制模块201的控制下控制第二开关模块2023的开关部件导通或关断。具体地，当第一变频器2021正常运行时，第二开关模块2023的受控部件在控制模块201的控制下控制第二开关模块2023的开关部件闭合；当第一变频器201出现故障时，第二开关模块2023的受控部件在控制模块201的控制下控制第二开关模块2023的开关部件断开。

在一种具体实现方式中，第二开关模块2023可以包括第二接触器。示例性地，第二接触器可以为图3中的接触器K11。可选地，在其他可能的实现方式中，第二开关模块也可以包括其他能够实现通断控制的元器件，如三极管、MOS管等，有关于第二开关模块的具体形式，本申请不做限制。通过在变频器与负载之间中设置电可控的开关模块，能够使变频器免受负载工作产生的冲击电流的影响。

在一些可能的实现方式中，主供电回路202还可以包括第一保护模块2024，上述第一开关模块2022的开关部件通过第一保护模块2024与供电电源100连接，第一保护模块2024用于在主供电回路202给负载300供电时保护负载300。示例性地，第一保护模块2024可以包括图3中的马达保护器QM1。可选地，第一保护模块2024也可以连接在第一开关模块2022的开关部件与第一变频器2021之间。可选地，第一保护模块2024也可以包括其他能够实现负载保护的元器件，对于第一保护模块2024的具体组成和连接关系，本申请不做限制。通过在主供电回路中设置保护模块，能够对负载进行全方面的保护，避免负载损坏。

在一些可能的实现方式中，备用供电回路203还可以包括第二保护模块2032，上述第三开关模块2031的开关部件通过第二保护模块2032与供电电源100连接，第二保护模块2032用于在备用供电回路203给负载300供电时保护负载300。示例性地，第二保护模块2032可以包括图3中的马达保护器QM2。可选地，第二保护模块2032也可以连接在第三开关模块2031的开关部件与负载300之间。可选地，第二保护模块2032也可以为其他能够实现负载保护的元器件，对于第二保护模块2032的具体组成和连接关系，本申请不做限制。通过在备用供电回路中设置保护模块，能够对负载进行全方面的保护，避免负载损坏。

可选地，在另一些可能的实现方式中，主供电电路202和备用供电电路203也可以共用一个保护模块，其中，该共用的保护模块可以既连接在第一变频器2021与供电电源100之间，又连接在负载300与供电电源10之间，用于在备用供电回路203或主供电电路202给负载300供电时保护负载300。示例性地，该共用的保护模块可以包括图4或图5中的马达保护器QM。可选地，该共用的保护模块也可以为其他能够实现负载保护的元器件，本申请不做限制。

在一些可能的实现方式中，备用供电回路203还可以包括第二变频器2033第三开关模块2031的开关部件通过第二变频器2033与负载300连接。示例性地，第二变频器2033可以为图5所示。通过在备用供电回路中也设置变频器，实现了对变频器的冗余设置，在主供电回路的变频器出现故障的情况下，还可以通过备用供电回路中的变频器对负载进行电力控制，从而能够保证负载的正常运行。

在一些可能的实现方式中，主供电回路202与备用供电回路203可以构成互锁电路。其中，主供电回路202与备用供电回路203构成互锁电路可以包括硬件层面的互锁，即通过硬件连接的方式使得主供电回路202导通时备用供电回路203断开，主供电回路203断开时备用供电回路202导通；进一步地，还可以包括软件层面的互锁，即基于控制模块内部的程序实现主供电回路202导通时备用供电回路203断开，主供电回路203断开时备用供电回路202导通的逻辑控制，软件层面的互锁与硬件层面的互锁可以构成双保险措施，提高控制的可靠性。

具体地，在主供电回路与备用供电回路均通过电可控的开关模块实现通断控制的情况下，即主供电回路包括第一开关模块，备用供电回路包括第三开关模块的情况下，可以将第一开关模块的开关部件与第三开关模块的受控部件相连接，并将第一开关模块的受控部件与第三开关模块的开关部件连接，以构成硬件互锁电路。例如，第一开关模块包括图3-图5中的接触器K12，第三开关模块包括图3-图5中的接触器K13，则可以将接触器K12的线圈回路串入接触器K13的常闭触点，将接触器K13的线圈传入接触器K13的常闭触点，从而构成如图6所示的硬件互锁电路。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种供电控制电路，其特征在于，连接在负载和供电电源之间，所述供电控制电路包括控制模块，以及并联连接的主供电回路和备用供电回路，其中：

所述主供电回路中设置有第一变频器，所述第一变频器的输入端与所述供电电源连接，所述第一变频器的输出端与所述负载连接；

所述备用供电回路的电源输入端与所述供电电源连接，所述备用供电回路的电源输出端与所述负载连接；

所述控制模块分别与所述主供电回路和所述备用供电回路连接，用于在所述第一变频器出现故障时，将所述负载的供电方式从由所述主供电回路供电切换为由所述备用供电回路供电。

2.根据权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述主供电回路与所述备用供电回路构成互锁电路。

3.根据权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述主供电回路还包括第一开关模块，所述第一开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第一开关模块的开关部件连接在所述第一变频器的输入端与所述供电电源之间，用于导通或断开所述供电电源与所述第一变频器之间的连接；

所述第一开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第一开关模块的开关部件的通断。

4.根据权利要求3所述的供电控制电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一接触器，所述第一接触器中的开关为所述第一开关模块的开关部件，所述第一接触器中的线圈为所述第一开关模块的受控部件。

5.根据权利要求3所述的供电控制电路，其特征在于，所述主供电回路还包括第一保护模块，所述第一开关模块的开关部件通过所述第一保护模块与所述供电电源连接，所述第一保护模块用于在所述主供电回路给所述负载供电时保护所述负载。

6.根据权利要求3所述的供电控制电路，其特征在于，所述主供电回路还包括第二开关模块，所述第二开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第二开关模块的开关部件连接在所述第一变频器的输出端与所述负载之间，用于导通或断开所述第一变频器与所述负载之间的连接；

所述第二开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第二开关模块的开关部件的通断。

7.根据权利要求1-6任一项所述的供电控制电路，其特征在于，所述备用供电回路包括第三开关模块，所述第三开关模块包括开关部件和受控部件；

所述第三开关模块的开关部件连接在所述供电电源与所述负载之间，用于导通或断开所述供电电源与所述负载之间的连接；

所述第三开关模块的受控部件与所述控制模块连接，用于控制所述第三开关模块的开关部件的通断。

8.根据权利要求7所述的供电控制电路，其特征在于，所述备用供电回路还包括第二保护模块，所述第三开关模块的开关部件通过所述第二保护模块与所述供电电源连接，所述第二保护模块用于在所述备用供电回路给所述负载供电时保护所述负载。

9.根据权利要求7所述的供电控制电路，其特征在于，所述备用供电回路还包括第二变频器，所述第三开关模块的开关部件通过所述第二变频器与所述负载连接。

10.一种轨道交通空调控制系统，包括供电电源、通风机和如权利要求1-9任一项所述的供电控制电路，其中，所述供电控制电路连接在所述供电电源和所述通风机之间，用于控制所述供电电源与所述通风机之间的电连接状态。

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