一种交直变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种交直变换器，包括变换器主电路和控制单元；变换器主电路的交流侧与交流接触网和交流负载相连接、变换器主电路的直流侧与蓄电池和直流负载相连接；交直变换器被配置为，当铁路车辆弓网正常时，控制单元控制变换器主电路从交流接触网引电，进行交直变换，以为直流负载供电和为蓄电池充电；当铁路车辆弓网异常时，控制单元控制变换器主电路从蓄电池引电，进行直交变换以为交流负载供电，以及为直流负载供电。避免了现有技术中轨道车辆长时间停在线路上等待救援，所引起的区间阻塞、线路停运的问题，而给空调等负载供电，可改善此时车辆乘客体验不佳的问题，保证了运营体验。

An AC-DC converter

【技术实现步骤摘要】
一种交直变换器
本专利技术属于轨道车辆
，特别涉及一种交直变换器。
技术介绍
轨道车辆运行过程中，由于自然灾害等原因造成弓网故障，会引起车辆供电异常中断，此时现有技术中往往采用蓄电池作为电源维持轨道车辆的直流负载供电，而交流负载(如电机、空调等)被迫停止工作，此时轨道车辆只能停在线路上等待救援。严重时还将引起区间阻塞、线路停运。当环境温度恶劣、等待救援时间过长时，会极大影响运营体验。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是提供一种交直变换器，可在轨道车辆供电中断异常时，释放其所连接的蓄电池的能量，维持交流负载(如电机、空调等)工作，进而实现电机拖动或维持空调运行，提升运营体验。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种交直变换器，包括变换器主电路和控制单元；所述变换器主电路的交流侧与交流接触网和交流负载相连接、所述变换器主电路的直流侧与蓄电池和直流负载相连接；所述交直变换器被配置为，当铁路车辆弓网正常时，所述控制单元控制所述变换器主电路从所述交流接触网引电，进行交直变换，以为所述直流负载供电和为所述蓄电池充电；当铁路车辆弓网异常时，所述控制单元控制所述变换器主电路从所述蓄电池引电，进行直交变换以为所述交流负载供电，以及为所述直流负载供电。优选地，所述变换器主电路包括依次连接的交流接口模块、交流EMI滤波器、交流滤波电容模块、变压器、变流模块、直流滤波模块、直流EMI滤波器和直流接口模块；所述交流接口模块，其用于实现所述交直变换器与所述交流负载的连通与分断，以及故障隔离；所述交流EMI滤波器，其用于抑制来自交流侧或交直变换器内部的高频噪声；所述交流滤波电容模块，其用于与所述变压器配合以实现低通滤波；所述变压器，其用于在交直变换时与变流模块共同实现电压调整，以及在直交变换时与所述交流滤波电容模块共同实现低通滤波；所述变流模块，其用于在交直变换时实现整流，以及在直交变换实现逆变；所述直流滤波模块，其用于实现低通滤波，并同时实现残余能量释放；所述直流EMI滤波器，其用于抑制来自交直变换器内部或直流侧的高频噪声；所述直流接口模块，其用于实现所述交直变换器与所述蓄电池以及与所述直流负载的连通分断，以及故障隔离。优选地，所述交流接口模块包括交流短接接触器、交流充电接触器以及交流充电电阻；所述交流短接接触器一端连接所述交流接触网和交流负载，另一端连接所述交流EMI滤波器；所述交流充电接触器与所述交流充电电阻串联后并联在所述交流短接接触器的两端。优选地，所述交流滤波电容模块包括三角接法的滤波电容模块或星形接法的滤波电容模块。优选地，所述变压器的高压侧线圈、低压侧线圈分别为星形接法和三角接法；所述高压侧线圈具有引出中线，用于实现给三相交流负载供电时，兼顾给单相交流负载供电。优选地，所述变流模块为包括六个半导体开关器件的三相全桥电路；所述三相全桥电路通过中间直流正线、中间直流负线与所述直流EMI滤波器的交流侧正端、交流侧负端分别对应连接，所述直流滤波模块并联在所述中间直流正线和中间直流负线之间。优选地，所述直流滤波模块包括分别并联在所述中间直流正线和中间直流负线之间的直流滤波电容和放电电阻。优选地，所述直流接口模块包括直流短接接触器、直流充电接触器以及直流充电电阻；所述直流短接接触器一端连接所述直流EMI滤波器的直流侧正端，另一端分别连接所述直流负载的正端以及所述蓄电池的正端；所述直流充电接触器与所述直流充电电阻串联后并联在所述直流短接接触器的两端。优选地，所述直流接口模块还包括防反二极管；所述防反二极管设置在所述直流短接接触器另一端与所述蓄电池的正端之间，用于防止所述直流负载向所述蓄电池反送电。优选地，所述控制单元包括交流电压检测模块、交流电流检测模块、交流网压检测模块、直流电压检测模块、直流电流检测模块、电池电压检测模块、电池电流检测模块、控制器以及驱动模块；所述交流电压检测模块，其用于检测所述交流接口模块与所述交流EMI滤波器之间线路上的交流对地电压；所述交流电流检测模块，其用于检测交流接口模块与交流EMI滤波器之间线路上的交流线电流；所述交流网压检测模块，其用于检测交流接触网的交流对地电压；所述直流电压检测模块，其用于检测所述直流EMI滤波器的直流侧正端与直流侧负端间的电压；所述直流电流检测模块，其用于检测流经所述直流EMI滤波器的直流侧正端的电流；所述电池电压检测模块，其用于检测所述蓄电池正、负两端间的电压；所述电池电流检测模块，其用于检测所述蓄电池的充电电流；所述控制器，其用于接收各检测模块生成的检测信号，并基于所述检测信号，生成驱动各接触器动作的开关控制信号，以及生成用于实现所述半导体开关器件动作的脉冲信号；所述驱动模块，其用于接收所述脉冲信号，并将其转换为驱动所述半导体开关器件动作的驱动信号。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：采用本专利技术提供的交直变换器，当铁路弓网异常时，释放蓄电池的能量，将直流变换为交流，给三相交流负载及单相交流负载供电，避免了现有技术中轨道车辆长时间停在线路上等待救援，所引起的区间阻塞、线路停运及乘客体验不佳的问题，保证了运营体验。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1是根据本专利技术一实施例的交直变换器的构成示意图；图2是根据本专利技术一实施例的交直变换器的变换器主电路的构成示意图；图3是根据本专利技术一实施例的交直变换器的控制单元的构成示意图；图4是根据本专利技术一实施例的交直变换器的启动交直变换时的保护逻辑控制流程图；图5是根据本专利技术一实施例的交直变换器的启动直交变换时的保护逻辑控制流程图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。如图1所示，本专利技术所提出的交直变换器，其包括变换器主电路100和控制单元200；变换器主电路100的交流侧与交流接触网(图中未示出)和交流负载相连接、变换器主电路100的直流侧与蓄电池和直流负载相连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交直变换器，包括变换器主电路和控制单元；所述变换器主电路的交流侧与交流接触网和交流负载相连接、所述变换器主电路的直流侧与蓄电池和直流负载相连接；所述交直变换器被配置为，/n当铁路车辆弓网正常时，所述控制单元控制所述变换器主电路从所述交流接触网引电，进行交直变换，以为所述直流负载供电和为所述蓄电池充电；/n当铁路车辆弓网异常时，所述控制单元控制所述变换器主电路从所述蓄电池引电，进行直交变换以为所述交流负载供电，以及为所述直流负载供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种交直变换器，包括变换器主电路和控制单元；所述变换器主电路的交流侧与交流接触网和交流负载相连接、所述变换器主电路的直流侧与蓄电池和直流负载相连接；所述交直变换器被配置为，
当铁路车辆弓网正常时，所述控制单元控制所述变换器主电路从所述交流接触网引电，进行交直变换，以为所述直流负载供电和为所述蓄电池充电；
当铁路车辆弓网异常时，所述控制单元控制所述变换器主电路从所述蓄电池引电，进行直交变换以为所述交流负载供电，以及为所述直流负载供电。


2.根据权利要求1所述的交直变换器，其特征在于，所述变换器主电路包括依次连接的交流接口模块、交流EMI滤波器、交流滤波电容模块、变压器、变流模块、直流滤波模块、直流EMI滤波器和直流接口模块；
所述交流接口模块，其用于实现所述交直变换器与所述交流负载的连通与分断，以及故障隔离；
所述交流EMI滤波器，其用于抑制来自交流侧或交直变换器内部的高频噪声；
所述交流滤波电容模块，其用于与所述变压器配合以实现低通滤波；
所述变压器，其用于在交直变换时与变流模块共同实现电压调整，以及在直交变换时与所述交流滤波电容模块共同实现低通滤波；
所述变流模块，其用于在交直变换时实现整流，以及在直交变换实现逆变；
所述直流滤波模块，其用于实现低通滤波，并同时实现残余能量释放；
所述直流EMI滤波器，其用于抑制来自交直变换器内部或直流侧的高频噪声；
所述直流接口模块，其用于实现所述交直变换器与所述蓄电池以及与所述直流负载的连通分断，以及故障隔离。


3.根据权利要求2所述的交直变换器，其特征在于，所述交流接口模块包括交流短接接触器、交流充电接触器以及交流充电电阻；
所述交流短接接触器一端连接所述交流接触网和交流负载，另一端连接所述交流EMI滤波器；
所述交流充电接触器与所述交流充电电阻串联后并联在所述交流短接接触器的两端。


4.根据权利要求3所述的交直变换器，其特征在于，所述交流滤波电容模块包括三角接法的滤波电容模块或星形接法的滤波电容模块。


5.根据权利要求4所述的交直变换器，其特征在于，所述变压器的高压侧线圈、低压侧线圈分别为星形接法和三角接法；所述高压侧线圈具有引出中线，用于实现给三相交流负载供电时，兼顾给单相交流负载供电。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹金洲，饶沛南，张小勇，周峰武，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43