一种城轨变流器应急电源散热方法技术

一种城轨变流器应急电源散热方法，通过采用变压器多级级联，分散散热方式，提高变压器散热效率，并以此来提高城轨变流器应急电源变压器的散热性能。所述的采用分散组合的变压器结构形式是采用将城轨变流器应急电源的变压器拆分成多个独立的子变压器组合结构；并将多个子变压器通过多级级联方式组合起来，通过多个多级级联方式组合起来的子变压器来传输功率，形成一种多级级联形式的城轨变流器应急电源变压器。本发明专利技术采用多级独立的子变压器级联进行功率传输，具有散热性能好，可以大大减少变压器的发热。

A Heat Dissipation Method for Emergency Power Supply of Urban Rail Converter

【技术实现步骤摘要】
一种城轨变流器应急电源散热方法
本专利技术涉及一种城轨的部件的散热方法，具体涉及一种城轨变流器应急电源散热方法，该种散热方法能有效解决目前城轨牵引变流应急供电系统变压器烧毁的问题，属于轨道交通部件设备制造

技术介绍
城轨牵引变流应急供电系统是为车载蓄电池故障的情况下为牵引变流系统提供临时电源；其中，应急电源是城轨牵引变流应急供电系统中的关键部件，能够保证车辆在长时间停放或蓄电池出现故障时进行应急供电，以确保列车行车安全。目前，我们国内由于应急电源不同于传统电源的设计理念，设计难度大，特别是此电源实际应用中工况复杂，所以我们国内城轨牵引变流应急供电系统中的应急电源多采取国外电源，主要品牌为瑞典powerbox，德国庚罗等。然而powerbox等国外电源在国内城轨变流器的应用环境中出现大量“水土不服”的现象，即应急电源启动时烧毁等现象。在实际使用中我们发现，在国内的城轨市场中，由于我们国内电网电能质量问题，导致目前所有城轨变流器均大范围出现应急电源无法启动，空载待机过热，应急启动时烧毁等情况，如广州神铁牵引设备有限公司提出，在广州地铁9号线上的他们的变流器应急电源无法使用，其产品为powerbox公司的进口电源，上电时烧坏应急电源，且目前无法解决。因此即便是进口电源，虽说价格高昂，由于在国内的环境中使用，也会频频出现故障，且一旦出现问题，国外电源供应商的服务往往不能及时提供修理服务，很难保证及时进行更换，从而影响车辆的正常运行；所以目前市场急需能解决问题且价格低廉的国产化变流器应急电源产品。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下几个：1、专利申请号为CN201810597115，名称为“一种轨道交通应急电源系统与控制方法”，申请人为：西南交通大学的专利技术专利申请，该专利公开了一种轨道交通应急电源系统与控制方法，属于轨道交通供电
；本专利技术方法主要包括动车组应急电源系统匹配设计与混合动力能量控制方法，该应急电源系统主要包括燃料电池系统、储能装置和能量控制器等。匹配设计主要根据动车组应急模式下运行线路、车辆参数下的功率与能量为约束条件，以体积成本为目标函数进行匹配设计，得出一种动车组应急电源系统的方案。2、专利申请号为CN201610780526，名称为“应急电源装置以及具有其的轨道式列车”，申请人为：中车青岛四方机车车辆股份有限公司的专利技术专利申请，该专利公开了一种应急电源装置以及具有其的轨道式列车，应急电源装置包括：移动电源；供电接口，与移动电源电连接，供电接口为主断路器接口、辅助空气压缩机接口、辅助电源接口以及受电弓接口中的至少一个；控制电路，设置在移动电源与供电接口连接的电路上，用于控制电路的通断。3、专利申请号为CN201520543290，名称为“一种轨道交通车辆中应急电源装置”，申请人为：北京九方宏信交通装备有限公司的技术专利申请，该专利公开了一种轨道交通车辆中应急电源装置，包括逆变器，逆变器的输入端设置有保护电路，逆变器还连接有用于控制逆变器输出的控制器，控制器包括DSP控制模块，DSP控制模块连接有模拟量输入处理模块、开关量输入处理模块和开关量输出处理模块；模拟量输入处理模块，用于采集和变换逆变器的输入电压、经由DSP控制模块控制后的中间电压和逆变器的输出电压；开关量输入处理模块，用于对逆变器中IGBT的输入信号进行处理，并监测应急电源装置的运行状态；开关量输出处理模块，用于交流电控制输出，同时实时监控逆变器输出状态，通过DSP控制模块进行扫描监控。以解决现有技术中存在的维护难度大，供电不统一，输出电压不稳定的问题。4、专利申请号为CN201610780526，名称为“应急电源装置以及具有其的轨道式列车”，申请人为：中车青岛四方机车车辆股份有限公司的专利技术专利申请，该专利公开了一种应急电源装置以及具有其的轨道式列车，应急电源装置包括：移动电源；供电接口，与移动电源电连接，供电接口为主断路器接口、辅助空气压缩机接口、辅助电源接口以及受电弓接口中的至少一个；控制电路，设置在移动电源与供电接口连接的电路上，用于控制电路的通断。通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及到应急供电系统或应急电源，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，所提出的这些关于应急供电系统的应急电源都没有有效解决应急电源无法启动，空载待机过热，应急启动时烧毁，在国内的环境中使用，应急电源频频出现故障的问题，因此仍有待进一步加以研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提出一种解决城轨变流器应急供电系统的应急电源应急启动时烧毁的方法，有效解决目前在国内的城轨市场中，由于我们国内电网电能质量问题，导致目前所有城轨变流器均大范围出现空载待机过热，应急启动时烧毁等问题。针以上述问题，本专利技术提出的技术方案是：一种城轨变流器应急电源散热方法，其特征在于，通过采用分散组合的变压器结构形式，将变压器的发热通过多个分散的小变压器进行分散散热，提高整个组合变压器的散热效率，并以此来提高城轨变流器应急电源变压器的散热性能。进一步地，所述的采用分散组合的变压器结构形式是采用变压器多级级联方式，将城轨变流器应急电源的变压器拆分成多个独立的子变压器组合结构；并将多个子变压器通过多级级联方式组合起来，通过多个子变压器来传输功率，形成一种多级级联形式的城轨变流器应急电源变压器。进一步地，所述的多个子变压器多级级联数根据变压器的输入电压所确定，以保证每一级子变压器处理的电压在400V以下。进一步地，所述的多个子变压器为5个，5个子变压器通过串联形成满足2200V输入电压的要求的5级串联变压器。进一步地，所述的5级串联变压器采用5级串联变压器为原边串联，副边并联输出结构连接。进一步地，所述的5级串联变压器的变换电路采用变压器同步驱动,再加MCU的智能控制，均匀分压来保证每一级电路稳定可靠工作。进一步地，所述的5级串联变压器的原边、副边的功率器件直接贴合到铝外壳上，直接将热导到外壳，提高变流器应急电源变压器的整体散热性能。进一步地，所述的5级串联变压器的变换电路中的主开关管选用600V-800V的MOS；均压电容为金膜电容630V/335。进一步地，所述的5级串联变压器的5组输出整流后全部并联向负载提供电流，保证每一个变换器提供300W的峰值功率。本专利技术的优点是：本专利技术通过将变压器进行分散来进行散热，这样具有以下一些优点：1、采用多个独立的变压器来传输功率，一个变压器的最高变换电压控制在440V以下，440V这是一个非常普通的开关电源输入电压，这样可以大大减少变压器的发热；2、在高频又高压的工作环境下变压器的绝缘是很容易损坏的，如果使用一个变压器来变换2200V的电压，里面的绝缘是非常难处理的且很容易出现绝缘损坏的问题。在同等的体积下，用多个变压器的方案能传递更多的能量且获得更高的转换效率；3、使用多个变压器的方案变压器的发热是分散的，而采用一个变压器方案的发热是集中的。在可以灌胶的情况下可能没有那么明显，因为胶是比较好的一个导热体，可以把变压器的发热导到周围，但是在不允许灌胶的条件下会非常明显，集中的发热会导致一个很高的温升；4、变压器控制电路中选用800V的Mosfet充分考虑了最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城轨变流器应急电源散热方法，其特征在于，通过采用分散组合的变压器结构形式，将变压器的发热通过多个分散的小变压器进行分散散热，提高整个组合变压器的散热效率，并以此来提高城轨变流器应急电源变压器的散热性能，减少应急电源变压器的发热。

【技术特征摘要】
1.一种城轨变流器应急电源散热方法，其特征在于，通过采用分散组合的变压器结构形式，将变压器的发热通过多个分散的小变压器进行分散散热，提高整个组合变压器的散热效率，并以此来提高城轨变流器应急电源变压器的散热性能，减少应急电源变压器的发热。2.根据权利要求1所述的城轨变流器应急电源散热方法，其特征在于，所述的采用分散组合的变压器结构形式是采用将城轨变流器应急电源的变压器拆分成多个独立的子变压器组合结构；并将多个子变压器通过多级级联方式组合起来，通过多个多级级联方式组合起来的子变压器来传输功率，形成一种多级级联形式的城轨变流器应急电源变压器。3.根据权利要求1所述的城轨变流器应急电源散热方法，其特征在于，所述的多个子变压器多级级联数根据变压器的输入电压所确定，以保证每一级子变压器处理的电压在400V以下。4.根据权利要求1所述的城轨变流器应急电源散热方法，其特征在于，所述的多个子变压器为5个，5个子变压器通过串联形成满足2200V输入电压的要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢成昆，刘诚成，彭晓靖，
申请(专利权)人：株洲壹星科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43