动车组电源转换单相逆变器的制作方法
专利名称：动车组电源转换单相逆变器的制作方法
动车组电源转换单相逆变器技术领域
本发明属于列车电源转换装置，特别是一种供动车组使用，把来自DCllOV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。发明内容
本发明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。
本发明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Ll和防反二 极管Dl输入给预充电接触器K2和主接触器Kl，预充电接触器K2上串接有充电电阻Rl后 与主接触器Kl并联，直流端还接有支撑电容Cl、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传 感器TVl以及风扇M ；在IGBT模块的交流端接入升压变压器Tl以及电压传感器TV3 ；变压 器Tl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TAl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ΚΙ、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IlOV直流电源。
优选的是所述的逆变器输出230V交流电。
本发明的有益效果为本发明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。
图1为本发明电路原理示意图
图2为本发明控制部分的示意图具体实施方式
下面结合
本发明的
具体实施例方式
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Ll和防反二极管Dl输入给预充电接 触器K2和主接触器Kl，预充电接触器K2上串接有充电电阻Rl后与主接触器Kl并联，直流 端还接有支撑电容Cl、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TVl以及风扇M ；在 IGBT模块的交流端接入升压变压器Tl以及电压传感器TV3 ；变压器Tl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TAl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ΚΙ、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IlOV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IlOV(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Ll和防反二极管Dl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Rl给支撑电容Cl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Rl切除。直流侧采用一个支撑电容Cl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Cl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Tl。利用变 压器Tl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。
本发明能够实现的电气参数和主要技术性能指标如下
权利要求
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Ll和防反二极管Dl输入 给预充电接触器K2和主接触器Kl，预充电接触器K2上串接有充电电阻Rl后与主接触器 Kl并联，直流端还接有支撑电容Cl、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TVl以 及风扇M ；在IGBT模块的交流端接入升压变压器Tl以及电压传感器TV3 ；变压器Tl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TAl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 IlOV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。
全文摘要
本发明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。
文档编号H02M7/5387GK102035424SQ20101059518
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者位俊雷, 张守春, 张艳芳, 李照平, 李磊, 杨东军 申请人:青岛四方车辆研究所有限公司, 青岛四研铁路电气研究开发有限公司
动车组电源转换单相逆变器技术领域
本发明属于列车电源转换装置，特别是一种供动车组使用，把来自DCllOV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。发明内容
本发明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。
本发明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Ll和防反二 极管Dl输入给预充电接触器K2和主接触器Kl，预充电接触器K2上串接有充电电阻Rl后 与主接触器Kl并联，直流端还接有支撑电容Cl、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传 感器TVl以及风扇M ；在IGBT模块的交流端接入升压变压器Tl以及电压传感器TV3 ；变压 器Tl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TAl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ΚΙ、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IlOV直流电源。
优选的是所述的逆变器输出230V交流电。
本发明的有益效果为本发明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。
图1为本发明电路原理示意图
图2为本发明控制部分的示意图具体实施方式
下面结合
本发明的
具体实施例方式
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Ll和防反二极管Dl输入给预充电接 触器K2和主接触器Kl，预充电接触器K2上串接有充电电阻Rl后与主接触器Kl并联，直流 端还接有支撑电容Cl、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TVl以及风扇M ；在 IGBT模块的交流端接入升压变压器Tl以及电压传感器TV3 ；变压器Tl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TAl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ΚΙ、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IlOV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IlOV(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Ll和防反二极管Dl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Rl给支撑电容Cl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Rl切除。直流侧采用一个支撑电容Cl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Cl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Tl。利用变 压器Tl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。
本发明能够实现的电气参数和主要技术性能指标如下
权利要求
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Ll和防反二极管Dl输入 给预充电接触器K2和主接触器Kl，预充电接触器K2上串接有充电电阻Rl后与主接触器 Kl并联，直流端还接有支撑电容Cl、功率电阻R2、电压传感器TV1、TV2、电流传感器TVl以 及风扇M ；在IGBT模块的交流端接入升压变压器Tl以及电压传感器TV3 ；变压器Tl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TAl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 IlOV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。
全文摘要
本发明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。
文档编号H02M7/5387GK102035424SQ20101059518
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者位俊雷, 张守春, 张艳芳, 李照平, 李磊, 杨东军 申请人:青岛四方车辆研究所有限公司, 青岛四研铁路电气研究开发有限公司
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