本發(fā)明涉及逆變電源領(lǐng)域，特別是一種城軌車輛空調(diào)逆變電源。
背景技術(shù)：
鐵路機(jī)車空調(diào)逆變電源是專門(mén)為機(jī)車空調(diào)提供的三相逆變電源。以往無(wú)源逆變器和斬波器中線路復(fù)雜，體積龐大，導(dǎo)致電源附加重量和車輛附加重量大，且電源使用效率較低，壽命短。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種城軌車輛空調(diào)逆變電源。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種城軌車輛空調(diào)逆變電源，包括高壓直流電源和低壓直流電源；所述高壓直流電源經(jīng)降壓斬波模塊、隔離模塊接三相逆變模塊；所述三相逆變模塊接負(fù)載；所述低壓直流電源經(jīng)升壓模塊接所述三相逆變模塊。
優(yōu)選地，所述隔離模塊包括隔離變壓器；所述隔離變壓器二次側(cè)接整流橋輸入端；所述整流橋兩個(gè)輸出端各接一根直流母線；兩根直流母線分別與所述升壓模塊的正輸出端、負(fù)輸出端連接；所述整流橋輸出端、升壓模塊輸出端之間的兩根直流母線分別與所述三相逆變模塊的兩個(gè)輸入端連接。
優(yōu)選地，所述降壓斬波模塊包括四個(gè)串聯(lián)的電容和四個(gè)串聯(lián)的IGBT；所述隔離變壓器一次側(cè)第一繞組的第一輸入端接入所述第一IGBT和第二IGBT之間，隔離變壓器一次側(cè)第一繞組的第二輸入端接入第一電容和第二電容之間；所述隔離變壓器一次側(cè)第二繞組的第一輸入端接入第三IGBT和第四IGBT之間，隔離變壓器一次側(cè)第二繞組的第二輸入端接入第三電容和第四電容之間；所述第二電容與第三電容的連接點(diǎn)、第二IGBT和第三IGBT的連接點(diǎn)相互連接。
優(yōu)選地，所述高壓直流電源正輸出端接有預(yù)充電模塊；所述預(yù)充電模塊輸出端接所述降壓斬波模塊。
優(yōu)選地，所述預(yù)充電模塊輸出端與所述降壓斬波模塊之間接有第一濾波模塊。
優(yōu)選地，所述整流橋輸出端、三相逆變模塊輸入端之間的兩根直流母線之間并聯(lián)有第二濾波模塊和阻性負(fù)載。
優(yōu)選地，所述三相逆變模塊數(shù)量為三個(gè)；第一、第二三相逆變模塊的輸出端各接一個(gè)壓縮機(jī)；第三三相逆變模塊的輸出端接送風(fēng)機(jī)和冷凝機(jī)。
優(yōu)選地，所述升壓模塊包括與所述低壓直流電源正輸出端連接的儲(chǔ)能電感；所述儲(chǔ)能電感輸出端接二極管陽(yáng)極；所述二極管陰極接與一根所述直流母線連接；一個(gè)選頻開(kāi)關(guān)一端接入所述儲(chǔ)能電感輸出端和所述二極管陽(yáng)極之間，另一端接另外一根直流母線。
優(yōu)選地，所述升壓模塊輸出側(cè)的兩根直流母線之間接有第三濾波模塊。
優(yōu)選地，所述降壓斬波模塊中的四個(gè)IGBT、三相逆變模塊中的開(kāi)關(guān)管、選頻開(kāi)關(guān)均通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊接控制器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明將城軌車輛的高壓直流電源和低壓直流電壓逆變后用作空調(diào)逆變電源，有效減輕了輔助電源負(fù)載和車輛附加重量，當(dāng)高壓直流電源失電時(shí)，低壓直流電源為送風(fēng)機(jī)提供逆變電源，節(jié)能的同時(shí)，提高了電路的可靠性和使用效率。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例主電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例包括高壓直流電源和低壓直流電源，高壓直流電源為車輛1500V直流電源，低壓直流電源為車輛110V直流電源。
圖1本實(shí)施例的隔離模塊包括隔離變壓器-T1；隔離變壓器-T1二次側(cè)接整流橋-D5輸入端；所述整流橋正輸出端接第一直流母線，負(fù)輸出端接第二直流母線；第一直流母線、第二直流母線分別與升壓模塊的正輸出端、負(fù)輸出端連接。
圖1升壓模塊包括儲(chǔ)能電感-L3，儲(chǔ)能電感-L3輸入端與DC110V正輸出端連接；儲(chǔ)能電感-L3輸出端接二極管-D1陽(yáng)極；二極管-D1陰極接在第一直流母線上；選頻開(kāi)關(guān)+CH-VT1一端接入所述儲(chǔ)能電感輸出端和二極管陽(yáng)極之間，另一端接第二直流母線。
圖1本發(fā)明實(shí)施例的降壓斬波模塊包括四個(gè)串聯(lián)的電容(-C1～-C4)和四個(gè)串聯(lián)的IGBT(即圖1中靠近四個(gè)串聯(lián)的電容-C1～-C4的四個(gè)IGBT)；隔離變壓器-T1一次側(cè)第一繞組的第一輸入端通過(guò)電流互感器-SA2接入第一IGBT和第二IGBT之間(圖1中從上至下四個(gè)IGBT分別為第一、第二、第三、第四IGBT)，隔離變壓器一次側(cè)第一繞組的第二輸入端接入第一電容-C1和第二電容-C2之間；所述隔離變壓器一次側(cè)第二繞組的第一輸入端接入第三IGBT和第四IGBT之間，隔離變壓器一次側(cè)第二繞組的第二輸入端通過(guò)電流互感器-SA3接入第三電容-C3和第四電容-C4之間；所述第二電容與第三電容的連接點(diǎn)、第二IGBT和第三IGBT的連接點(diǎn)相互連接。
為了提高電路的可靠性，DC1500V正輸出端接有預(yù)充電模塊；預(yù)充電模塊包括接觸器-KM1，接觸器-KM2，接觸器-KM2與電阻-R1串聯(lián)后，再與接觸器-KM1并聯(lián)。預(yù)充電模塊輸入端接電流互感器-SA1，電流互感器-SA1用于測(cè)量總電流，DC1500V正輸出端與電流互感器-SA1接熔斷器-F1，防止電流過(guò)大燒壞元器件；DC1500V兩端并聯(lián)電壓互感器-SV1，用于測(cè)量電網(wǎng)電壓。
預(yù)充電模塊輸出端接濾波電抗器-L1(第一濾波模塊)，第一濾波電抗器-L1輸出端接降壓斬波模塊輸入端。
四個(gè)串聯(lián)的電容(-C1～-C4)輸入側(cè)并聯(lián)有電壓互感器-SV2。
整流橋輸出端、三相逆變模塊輸入端之間的第一、第二直流母線之間并聯(lián)有第二濾波模塊(即電容-C5)和阻性負(fù)載(即電阻-R2)。電容-C5用于對(duì)整流橋輸出的交流信號(hào)進(jìn)行濾波，電阻-R2能保證整流橋輸出側(cè)有輸出電流。電阻-R2與電壓互感器-SV3并聯(lián)。
圖1本發(fā)明實(shí)施例中，一共包括三個(gè)三相逆變模塊；三個(gè)三相逆變模塊的結(jié)構(gòu)相同。第一、第二三相逆變模塊(圖1中左側(cè)、中部的三相逆變模塊)的輸出端各接一個(gè)壓縮機(jī)；第三三相逆變模塊的輸出端接送風(fēng)機(jī)和冷凝機(jī)。第一三相逆變模塊的其中一個(gè)輸入端通過(guò)熔斷器-F2接第一直流母線，熔斷器-F2接電流傳感器-SA4，第一三相逆變模塊還包括三個(gè)并聯(lián)的橋臂，每個(gè)橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)的開(kāi)關(guān)管(IGBT)，電流傳感器-SA4接三個(gè)橋臂的其中一個(gè)輸入端；三個(gè)橋臂的另外一個(gè)輸入端接第二直流母線；薄膜電容-C6一端接入熔斷器-F2與電流傳感器-SA4之間，另一端接三個(gè)橋臂的另外一個(gè)輸入端；三個(gè)橋臂的中點(diǎn)分別接壓縮機(jī)的三相輸入端。
升壓模塊輸出側(cè)的第一、第二直流母線之間接有第三濾波模塊(即電容-C31)。
DC110V的正輸出端、負(fù)輸出端各通過(guò)接觸器-KM3的兩個(gè)觸點(diǎn)接升壓模塊。
降壓斬波模塊中的四個(gè)IGBT、三相逆變模塊中的所有開(kāi)關(guān)管、選頻開(kāi)關(guān)各通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊接控制器。所有的電流互感器、電壓互感器均接入控制器。
當(dāng)DC1500V失電時(shí)，DC1500V輸入回路接觸器斷開(kāi)，110V回路接觸器接通。DC1500V直流經(jīng)降壓斬波、隔離后，變換成穩(wěn)定的600V直流，DC110V直流經(jīng)升壓后，變換成穩(wěn)定的600V直流，600V直流經(jīng)三路三相逆變模塊，采用PWM控制方式，將直流分別逆變成壓縮機(jī)(2路)、風(fēng)機(jī)所需的三相交流電(VVVF)。
當(dāng)1500V失電，由110V供電時(shí)，僅有風(fēng)機(jī)逆變器工作，且冷凝風(fēng)機(jī)接觸器KM4斷開(kāi)，僅有送風(fēng)機(jī)正常工作。
本發(fā)明主要技術(shù)指標(biāo)如下：
額定輸入電壓：DC1500V(工作范圍：1000V～1950V)；逆變輸出電源：3路；額定輸出功率：27KW；實(shí)際負(fù)荷為17.8KW；壓縮機(jī)逆變器輸出功率：11KW×2；實(shí)際負(fù)荷：7.5KW×2，頻率：20-80Hz；冷凝風(fēng)機(jī)及送風(fēng)機(jī)逆變器輸出功率：5.5KW；實(shí)際負(fù)荷：2.8KW(其中冷凝風(fēng)機(jī)：0.85KW×2，送風(fēng)機(jī)：0.55KW×2)，頻率：20-120Hz。
本發(fā)明逆變控制方式為調(diào)頻調(diào)壓方式，壓頻比為K(常數(shù))。
本發(fā)明工作溫度：-20——+55℃；存儲(chǔ)溫度：-40——+80℃；相對(duì)濕度≤95％(不凝露)；適用的海拔高度≤1200m；防護(hù)等級(jí)：IP54；重量≤100KG；冷卻方式為強(qiáng)迫風(fēng)冷；外形尺寸不超過(guò)1250mm(長(zhǎng))×380mm(寬)×250mm(高)，兩臺(tái)壓縮機(jī)逆變器另外安裝在送風(fēng)機(jī)室；逆變器輸出正弦波濾波器作為用戶可選項(xiàng)，可根據(jù)實(shí)際需要確定，同時(shí)安裝位置由用戶確定。