一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，包括三相异步电机、DSP控制电路以及为所述三相异步电机提供频率、电压可变的工作电源的主电路；所述的主电路采用交-直-交电压型变频器结构；所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器以及与所述的DSP数字信号处理器连接的向所述逆变电路输入六路PMW波的驱动电路，检测所述主电路的输出电流信号的电流检测电路以及检测所述的逆变电路的故障进行调节的信号调理电路。本实用新型专利技术解决了列车空调能量损耗巨大的问题，具有通用性强、可靠性强等特点，可广泛应用于地铁列车、铁路列车和城市轨道交通车辆等节能要求较高、能够自动无极调速的工业控制领域，适合在铁路行业内推广。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及车辆空调变频器
，特别是涉及一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器。
技术介绍
城市轨道交通系统耗电量大，运行成本高，中国工程院施仲衡院士提供的数据表明，一条20公里的轨道交通线，平均每年耗能达到8000万千瓦时。其中，空调系统是轨道交通车辆主要的耗能系统之一。根据目前运营线路的能耗统计数据分析，轨道交通车辆用电量为总用电量的50 60%。其中，以空调为主的辅助系统能耗约占交通车辆能耗的50%。节约能源与环境保护逐渐成为可持续发展的主题。就列车定频空调系统而言，存在运行工况稳定，能耗大，不能满足旅客舒适性要求等不足，采用变频空调，能在一定程度上缓解这些不足。通过变频器控制压缩机转速和通风机转速，实现空调机组所有运转功能的自动控制。开机时，车内负荷大，机组能迅速以最大功率进行供冷或供暖，在较短的时间内使车内温度达到预期的效果，一旦车内温度达到所设定的温度后，空调系统自动调节压缩机、通风机转速和制冷剂流量，使车内温度保持在恒定的范围内。空调机组的供电频率是50 Hz，变频后机组的运行频率一般是在低于50 Hz的情况下不断变化的，这样既节约了能源又提高了效率。变频控制是连续的运行方式，减少了压缩机的启停次数，既减少了启动电流又延长了机组的寿命。此外，还可以实现全列客车空调的集中控制，便于操作管理。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可应用于在地铁、轻轨列车和城市轨道交通系统中的基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，可以实现变频空调的变频调速控制，实现空调变频运行，从而达到节能的效果。为实现上述的目的，本技术所采用的技术方案如下一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，包括三相异步电机、DSP控制电路以及在所述DSP控制电路的控制下为所述三相异步电机提供频率、电压可变的工作电源的主电路；所述的主电路采用交-直-交电压型变频器结构，包括依次连接的整流滤滤电路以及逆变电路；所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器以及与所述的DSP数字信号处理器连接的向所述逆变电路输入六路PMW波的驱动电路，检测所述主电路的输出电流信号的电流检测电路以及检测所述的逆变电路的故障进行调节的信号调理电路。所述的DSP数字信号处理器包括CPU中央处理器以及与所述的CPU中央处理器连接的PMW产生电路，A/D转换器、I/O接口以及与上位机通讯的通讯接口电路；所述的驱动电路连接所述的PMW产生电路，所述的电流检测电路通过所述的A/D转换器与所述的CPU中央处理器连接，所述的信号调理电路通过Η)ΡΙΝΤΑ引脚与所述的CPU中央处理器连接。所述的I/O接口通过显示电路连接有数据显示器。所述的数据显示器为LED数码管。所述的电流检测电路采用霍尔电流传感器。所述的整流滤波电路采用三相不可控整流桥模块进行整流，所述的逆变电路采用智能功率模块IPM。本技术通过采用DSP数字信号处理器组成控制电路来构成车辆空调变频的变频控制电路，具有良好的动静态调速性能，解决了列车空调能耗巨大的问题，适合在铁路行业内推广。附图说明图1为本技术实施例提供的基于DSP的轨道交通车辆空调变频器结构示意图；图2为本技术实施例提供的整流滤波电路中滤波电路的电路原理图；图3为本技术实施例提供的IPM逆变模块的电路图；图4为本技术实施例提供的DSP控制电路的结构示意图；图5为本技术实施例提供的电流检测电路与信号调理电路的电路图；图6为本实用 新型实施例提供的显示电路的电路图；图7为本技术实施例提供的通信接口电路的电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1所示，一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，包括三相异步电机、DSP控制电路以及在所述DSP控制电路的控制下为所述三相异步电机提供频率、电压可变的工作电源的主电路；所述的主电路采用交-直-交电压型变频器结构，包括依次连接的整流滤滤电路以及逆变电路；所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器以及与所述的DSP数字信号处理器连接的向所述逆变电路输入六路PMW波的驱动电路，检测所述主电路的输出电流信号的电流检测电路以及检测所述的逆变电路的故障进行调节的信号调理电路。所述的DSP控制电路负责整个系统的控制和具体的算法实现功能，完成电压电流信号检测，采集数据的显示以及DSP数字信号处理器与PC机通信等功能。参见图1所示，所述的DSP数字信号处理器包括CPU中央处理器以及与所述的CPU中央处理器连接的PMW产生电路，A/D转换器、I/O接口以及与上位机进行通讯的通讯接口电路；所述的驱动电路连接所述的PMW产生电路，所述的电流检测电路通过所述的A/D转换器与所述的CPU中央处理器连接，所述的信号调理电路通过Η)ΡΙΝΤΑ引脚与所述的CPU中央处理器连接。所述的上位机为PC计算机。参见图1所示，所述的I/O接口通过显示电路连接有数据显示器。所述的数据显示器为LED数码管。所述的电流检测电路采用霍尔电流传感器。所述的整流滤波电路采用三相不可控整流桥模块进行整流，所述的逆变电路采用智能功率模块IPM，中间直流环节利用大电容滤波。所述的PMW产生电路与所述的驱动电路一起构成所述的智能功率模块IPM的驱动电路。所述的整流电路采用整流桥结构，所述的整流桥由四个整流二极管组成，380伏交流电经过所述整流桥整流以后输出的电压是脉动的；另外，由于所述逆变电路产生脉动电流及负载的变化都使直流电压产生脉动，为了得到平滑的直流电，必须在整流输出端加滤波电路。通常是在整流输出端并入大电容。滤波电容不仅能够滤除整流输出的电压纹波，还在所述的整流电路与逆变电路之间起去藕作用，以消除相互干扰，这就给作为感性负载的三相异步电机提供必要的无功功率，起到一定的储能作用。滤波电容理论上越大越好，一般采用大容量耐压滤波电解电容，参照图广2所示，本技术实施例中，选择4个680uF、400V的电容E1、E2串联，E3、E4串联，然后再并联，进行滤波，等效为一耐压800V的680uF的电容。并联在电容两边的电阻R136、R137、R138、R139为均衡电阻，由于每个电容的参数不完全相同，此均衡电阻使串联的电容分压相同，同时在电源关断时给电容提供放电回路。该些电阻的选择阻值均为100ΚΩ。参照图3所示，所述的逆变电路选用智能功率模块IPM，采用三菱公司的智能功率模块IPM (PM25RSB-120)作为功率器件，该模块包含了七个IGBT，六个续流二极管，栅极驱动电路，逻辑控制电路以及欠压、过流、短路、过热等保护电路。该模块的主电路部分共分为5个端子，即直流电压输入端P、N和三相交流电压输出端U、V、W;控制电路部分共有15个端子，用于PWM信号输入，故障信号输出及驱动电源等。驱动电源为4组独立的+15V电源，所述的DSP数字信号处理器生成的PWM信号通过光电耦合器件隔离后输入该智能模块IPM。参照图4所示，所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器以及与所述的DSP数字信号处理器连接的电源监控电路、时钟电路、复位电路、JTAG仿真接口、电平变换电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，其特征在于，包括三相异步电机、DSP控制电路以及在所述DSP控制电路的控制下为所述三相异步电机提供频率、电压可变的工作电源的主电路；所述的主电路采用交?直?交电压型变频器结构，包括依次连接的整流滤滤电路以及逆变电路；所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器以及与所述的DSP数字信号处理器连接的向所述逆变电路输入六路PMW波的驱动电路，检测所述主电路的输出电流信号的电流检测电路以及检测所述的逆变电路的故障进行调节的信号调理电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，其特征在于，包括三相异步电机、DSP控制电路以及在所述DSP控制电路的控制下为所述三相异步电机提供频率、电压可变的工作电源的主电路；所述的主电路采用交-直-交电压型变频器结构，包括依次连接的整流滤滤电路以及逆变电路；所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器以及与所述的DSP数字信号处理器连接的向所述逆变电路输入六路PMW波的驱动电路，检测所述主电路的输出电流信号的电流检测电路以及检测所述的逆变电路的故障进行调节的信号调理电路。2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的轨道交通车辆空调变频器，其特征在于，所述的DSP数字信号处理器包括CPU中央处理器以及与所述的CPU中央处理器连接的PMW产生电路，A/D转换器、I/O接口以及与上位机通讯的通讯接口电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠，
申请(专利权)人：华车北京交通装备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：