[发明专利]轨道客车用辅助电源变频器

说明书

技术领域

本发明涉及轨道客车辅助电源变频器。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

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。

本发明通过输入滤波模块、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是本发明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是本发明外形图。

具体实施方式