一种轨道客车用辅助电源变频器，包括：输入滤波模块，对输入的三相电源进行滤波；预充电及整流模块，将滤波后的三相输入交流电源转换成DC320V直流电压；智能功率逆变模块，将转换后的DC320V直流电压逆变为AC230V60Hz输出电源；正弦滤波模块，通过LC电路对AC230V60Hz输出电源进行滤波；控制模块，给预充电及整流模块提供DC24V接触器吸合电源；给智能功率逆变模块提供DC110V工作电源；同时，通过主程序和中断程序的编写能够给智能功率逆变模块提供启动工作信号，并接收及处理智能功率逆变模块反馈的故障信号,本发明专利技术通实现了三相电源输入变单相电源输出，解决了目前普通变频器仅单相电源输入单相电源输出问题,满足城铁车辆上电器设备的使用要求。变频器采用单片机控制，实时监视工作状态，具备多重保护功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道客车辅助电源变频器。
技术介绍
欧洲车辆辅助供电电源的额定频率多为60Hz，在频率为60Hz工况下，如果直接使 用电源频率为50Hz的设备（如微波炉、电烤箱、冷冻柜等)，由于工作电压的额定频率不一 致，很容易造成用电设备的损坏，所以需要开发研究一种适应轨道客车用的辅助电源变频 器。 目前，变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行，相对来说较侧 重于控制电机的启动电流、降低电力线路电压波动、调整电机的转矩等，从严格意义上划分 这类变频器不能被定义为电源变频器范畴。另外，即便是市场上的普通变频器能够实现电 源的频率变换，也仅为单相电源输入，单相电源输出，而轨道车辆上能提供的输入电源为三 相，因此需要研究一种能够将车辆的三相电源输入变成单相电源输出的变频器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种满足车辆的三相电源输入变单相电源输出的辅助电源 变频器，以满足车上电器设备的使用要求。 为实现上述目的，本专利技术提供一种轨道客车用辅助电源变频器，其特征在于包 括： 输入滤波模块，对输入的三相电源进行滤波； 预充电及整流模块，将滤波后的三相输入交流电源转换成DC320V直流电压； 智能功率逆变模块，将转换后的DC320V直流电压逆变为AC230V50Hz输出电源； 正弦滤波模块，通过LC电路对AC230V50Hz输出电源进行滤波； 控制模块，主要由启动信号接收模块、输入电压采样模块、直流电源供电模块、继电器 吸合及状态检测模块、单片机运算模块、逆变驱动芯片、输出电压采样模块、输出电流采样 模块、温度异常检测模块、稳压修正模块、故障显示模块组成，其中： 启动信号接收模块接收确认来自车辆提供的启动信号； 输入电压采样模块对车辆提供的输入电压进行采样，并传输给单片机进行输入电压的 欠压及过压检测； 直流电源供电模块对输入电源进行滤波，防止产生浪涌冲击电压，同时给预充电及整 流模块提供DC24V接触器吸合电源，给智能功率逆变模块提供DC110V工作电源； 继电器吸合及状态检测模块用来控制预充电及整流模块的继电器吸合并检测吸合动 作是否正确； 单片机运算模块用来实现对启动信号的确认、判断输入电压是否欠压或过压、判断继 电器吸合动作是否正确、发出逆变指令、判断输出电压是否欠压或过压、判断输出电流是否 短路或过载、判断温度是否异常、进行稳压波形的偏移量计算、发出故障代码； 逆变驱动芯片产生SPWM波逆变指令给智能功率逆变模块； 输出电压米样模块对输出电压进行米样，并传输给单片机进行输出电压的欠压及过压 检测； 输出电流采样模块对输出的电流进行采样，并传输给单片机进行输出电流的短路及过 载检测； 温度异常检测模块对PT100电阻的变化值进行处理再送入单片机进行检测，用于判断 散热器是否超温； 稳压修正模块进行偏移量计算，如发现输出电压波形不稳，则传输给单片机进行修正 脉宽，给智能功率逆变模块发出更新驱动信号； 故障显示模块来驱动一位的8段数码显示管，显示相应的故障代码。 输入滤波模块中的滤波器采用380V、30A的NF311A30/02。 预充电及整流模块的预充电电路由1个继电器、2个电阻、三相整流桥组成，继电 器采用欧姆龙公司的G8P-1A4TP/DC24V型号，电阻选用RX20-50W-150Ω;整流电路的三相 整流桥型号为美国仙童的GBPC3510W。 智能功率逆变模块的IPM采用日本三菱PS21A7A。 正弦滤波模块采用LC滤波电路，正弦滤波器的电感选用的参数为1. 5mH35A，电 容选用的参数为450V100uF。 控制模块采用的驱动芯片型号为M57962,单片机采用的型号为STM32F103。 本专利技术通过输入滤波模块、预充电及整流模块、智能功率逆变模块、正弦滤波模 块、控制模块的连接控制，实现了三相电源输入变单相电源输出，解决了目前普通变频器仅 单相电源输入单相电源输出问题，满足轨道客车车辆上电器设备的使用要求。变频器采用 单片机控制，实时监视工作状态，具备多重保护功能。【附图说明】 图1是本专利技术【具体实施方式】的结构框图； 图2是控制模块主程序流程图； 图3是控制模块中断程序流程图； 图4是本专利技术外形图。【具体实施方式】 参照图1，本专利技术【具体实施方式】包括输入滤波模块2、预充电及整流模块3、智能功 率逆变模块4、正弦滤波模块5、控制模块9、电流互感器6、电压互感器8、启动信号空开10， 输入滤波模块2的XI、X2、X3分别连接车辆的输入电源1的U、V、W相，输入滤波模块2的 X4、X5、X6分别连接预充电及整流模块3的X4、X5、X6以及控制模块9的X2 ;预充电及整流 模块3的XI、X2连接智能功率逆变模块4的XI、X2 ;预充电及整流模块3的X3连接控制模 块9的X3,控制模块9给预充电及整流模块3提供24V继电器吸合电源；智能功率逆变模块 4的X5、X6分别连接电感和电容；控制模块9的X4连接智能功率逆变模块4的X3,控制模块 9的X5针脚1和针脚2分别连接智能功率逆变模块4的X4针脚1和针脚2,控制模块9通 过给智能功率逆变模块提供启动工作信号，并接收及处理智能功率逆变模块反馈的故障信 号，其执行的主程序的特征为在设备上电、初始化并自检合格后，开始接收启动信号，判断 车辆提供的输入电源是否存在欠压、过压现象，当电压达到设定值后，开始吸合继电器，并 给智能功率逆变模块发逆变指令，然后开中断，开始重复判断巡检故障；控制模块执行的中 断程序的特征为在读出智能功率逆变模块输出的电压、电流值后，判断输出是否存在欠压、 过压、过流、过载现象，并通过偏移量计算，如发现输出电压不稳，则进行修正脉宽，给智能 功率逆变模块发出更新驱动信号；电流互感器连接控制模块9的X6的针脚1和针脚2 ;电 压互感器8连接控制模块9的X6的针脚3和针脚4 ;启动信号空开10的START1和START2 启动信号分别连接控制模块9的XI针脚1和针脚2。 参照图2,本专利技术控制模块执行的主程序包括下列步骤： (1) 首先进行上电复位，然后设备开始初始化，判断自检是否合格，如是则接收车辆提 供的启动信号，如不是则再次进行自检； (2) 当接收车辆提供的启动信号后，判断车辆提供的输入电源电压是否小于AC197V， 如是则报相应的故障代码2,如不是则继续判断输入电源电压是否大于AC250V，如是则报 相应的故障代码1，如不是则延时5s，延时目的是通过R11、R12给后续电容充电，当电压达 到一设定值后，且控制模块将继电器吸合DC24V电源提供给预充电及整流模块后，继电器 吸合并判断吸合动作是否正确，如未吸合则报故障代码〇 ; (3) 吸合继电器后且控制模块将DC110V工作电源提供给智能功率逆变模块后开始发 逆变指令，然后开中断，此时开始判断巡检故障，如是则进行故障处理，并进行故障存储，如 不是则继续巡检故障。 参照图3,控制模块执行的中断程序包括下列步骤： (1) 赋变量定义，然后判断是否为一般故障，如是进行故障显示，并退出；如不是，则读 出电压值，然后读出电流值； (2) 读出电压电流值后，判断输出电压是否小于AC195V，如是进行故障显示，并退出； 如不是则继续判断输出电压是否大于AC253V，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道客车用辅助电源变频器，其特征在于包括：输入滤波模块，对输入的三相电源进行滤波；预充电及整流模块，将滤波后的三相输入交流电源转换成DC320V直流电压；智能功率逆变模块，将转换后的DC320V直流电压逆变为AC 230V 60Hz输出电源；正弦滤波模块，通过LC电路对AC 230V 60Hz输出电源进行滤波；控制模块，主要由启动信号接收模块、输入电压采样模块、直流电源供电模块、继电器吸合及状态检测模块、单片机运算模块、逆变驱动芯片、输出电压采样模块、输出电流采样模块、温度异常检测模块、稳压修正模块、故障显示模块组成，其中：启动信号接收模块接收确认来自车辆提供的启动信号；输入电压采样模块对车辆提供的输入电压进行采样，并传输给单片机进行输入电压的欠压及过压检测；直流电源供电模块对输入电源进行滤波，防止产生浪涌冲击电压，同时给预充电及整流模块提供DC24V接触器吸合电源，给智能功率逆变模块提供DC110V工作电源；继电器吸合及状态检测模块用来控制预充电及整流模块的继电器吸合并检测吸合动作是否正确；单片机运算模块用来实现对启动信号的确认、判断输入电压是否欠压或过压、判断继电器吸合动作是否正确、发出逆变指令、判断输出电压是否欠压或过压、判断输出电流是否短路或过载、判断温度是否异常、进行稳压波形的偏移量计算、发出故障代码；逆变驱动芯片产生SPWM波逆变指令给智能功率逆变模块；输出电压采样模块对输出电压进行采样，并传输给单片机进行输出电压的欠压及过压检测；输出电流采样模块对输出的电流进行采样，并传输给单片机进行输出电流的短路及过载检测；温度异常检测模块对PT100电阻的变化值进行处理再送入单片机进行检测，用于判断散热器是否超温；稳压修正模块进行偏移量计算,如发现输出电压波形不稳，则传输给单片机进行修正脉宽，给智能功率逆变模块发出更新驱动信号；故障显示模块来驱动一位的8段数码显示管，显示相应的故障代码。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王树宾，关春晖，
申请(专利权)人：长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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