輕軌車輛輔助逆變電源系統的製作方法

2023-05-31 10:12:06

專利名稱：輕軌車輛輔助逆變電源系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及直流功率輸入變換為交流功率輸出，屬於一種輕軌車輛輔 助逆變電源系統。
技術背景隨著人們的生活水平日益提高，輕軌交通領域對乘車舒適度的要求也越來 越高，冬天氣溫低的時候需要提供暖氣提升車內的溫度，夏天溫度高的時候需 要空調降低車內溫度。由此，用於取暖、降溫、通風、冷卻車輛內大功率設備 等的輔助逆變電源得到了廣泛應用。輕軌車輛上運行環境非常惡劣，電源波動 大、安裝空間小、負載啟停非常頻繁、運行時間長。這些特點造成輕軌車輛輔 助逆變電源的故障率高，很多逆變電源經常工作一段時間就會出現各種各樣的 故障。輕軌車輛同相電網內的車輛很少，電網電壓"慣性"也小，因此網壓波 動大，使輔助逆變電源的輸入側快熔很容易燒毀，支撐電容壽命也會大大減少。 同時，由於輕軌電車設備安裝空間有限，特別是低地板車輛的安裝空間更為狹 小，常規的輔助逆變電源不適應輕軌電車低地板安裝尺寸的要求，需要採取措 施來減小輔助逆變電源的安裝尺寸而不降低其電氣特性。此外，各廠家生產的 輔助逆變電源負載有差別，往往一種逆變電源又難以滿足不同品牌的輕軌電車 的電源負載要求，對於這種矛盾，常規的解決方法是更新控制程序，這種處理 方法比較麻煩，尤其是在現場進行初次調試的時候很不方便。 發明內容本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，研製一種故障率低、安裝尺 寸小、調試方便和功能齊全的輕軌電車輔助逆變電源。本實用新型的技術解決 方案是這樣實現的一種輕軌車輛輔助逆變電源系統，包括三相逆變電源主電路，電流、電壓 傳感器，控制電源系統，信號調理板，CPU板，驅動板，正常運行狀態通信顯示 系統和故障讀取及參數寫入通信系統；CPU板讀取信號調理板調理過的信號數 據，計算後將P麗脈衝信號輸入驅動板，驅動板將輸入的脈衝信號放大後用於 控制三相逆變電源的IGBT;在正常運行狀況，CPU板將運行數據送入正常運行狀態通信顯示系統；在需要更改輔助逆變電源的電壓或者電流保護值時，故障 讀取及參數寫入通信系統則將新的保護值寫入CPU板內的可掉電RAM中；在輔助逆變電源發生故障時，CPU板會將故障代碼存入可掉電RAM中，故障讀取及參 數寫入通信系統會隨時讀取這些故障代碼，便於快速檢修；其特徵還在於所述 的驅動板為七位一體的驅動電路和在輔助逆變電源箱體的底部裝有超薄臥式散 熱器。所述的超薄臥式散熱器降低了輔助逆變電源系統的縱向高度和減小了橫向 尺寸；散熱器散熱片兩端面採用了直流風機前吸後吹的冷卻方式，使用了散熱 翅高度較低的鋁型材，在直流風機與鋁型材之間設計了過渡風道，保證了風機 的冷卻空氣全部通過散熱器。所述的驅動板為七位一體的驅動電路，驅動板的故障反饋信號採用串聯形 式，最終送入CPU板的故障連線只有一根。與現有技術相比較，本實用新型的優點在於改進了散熱器結構和驅動板電 路結構，增強了散熱效果，提高了故障處理的穩定性，實現了維護的方便性和 運行的可靠性。

圖l為主電路原理圖；圖2為本實用新型的主電路及控制系統結構示意圖；圖3為散熱器位置示意圖；圖4為散熱器風路示意圖；圖5為7位1體驅動板示意圖。在圖中1、三相逆變電源主電路、2、電流、電壓傳感器、3、控制電源系 統、4、信號調理板、5、 CPU板、6、驅動板、7、正常運行狀態通信顯示系統、 8、故障讀取及參數寫入通信系統。
具體實施方式
如圖1 圖5所示一種輕軌車輛輔助逆變電源系統，包括三相逆變電源主電 路，電流、電壓傳感器，控制電源系統，信號調理板，CPU板，驅動板，正常運 行狀態通信顯示系統和故障讀取及參數寫入通信系統。所述的信號調理板對採 集來的信號進行了有源濾波後送入CPU, CPU採用了定點DSP器件對調理板調理 過的電壓、電流、溫度信號進行計算，然後將CPU板產生的PM1脈衝波形送入 驅動板，通過驅動板驅動IGBT使輔助逆變電源正常工作。該逆變電源系統的特徵在於還包括裝在逆變電源底部的超薄臥式散熱器，進一步減小了逆變器的縱 向高度和橫向尺寸；採用了低高度的鋁型材散熱器，在散熱器散熱片兩端面採 用了直流風機前吸後吹的冷卻方式，在風機和散熱器之間設計了過渡風道，，從 而保證了風機的冷卻空氣全部通過散熱器。所述風機裝在散熱器端面兩側，右 邊兩個風機從車內走廊吸風，左邊兩個風機將交換過的熱空氣吹出車外。同時為使維修更換方便、接線方式簡單，採用了 7位1體的驅動板結構，將7路驅動電路集成在一塊電路板上，驅動板的故障反饋信號採用串聯形式，最終送入CPU的故障連線只有1根，這樣提高了故障處理的穩定性，並簡化了故障處理手 段。對故障處理輸出信號採用了電流傳輸形式，大大增強了抗幹擾性能；為了 司機觀察方便，採用了正常運行狀態通信顯示系統顯示逆變器一些最常用的信 號數據，如輸出電壓大小、輸入欠壓代碼、輸入過壓代碼、輸出過流代碼、過 分相代碼、3相不平衡代碼等，這些顯示數據足以讓司機判斷是否正常輸出或具 體故障；故障讀取及參數寫入通信系統用於逆變器調試階段或者在逆變器負載 功率範圍內的負載有所變化時，可以通過此系統改變各種故障保護值，如輸出 過流保護值、輸入過壓保護值等。 一旦設定，相應保護值將存入控制板的可掉 電保存RAM內，以後逆變器的保護值將按新的保護值進行保護，為了方便維護， 逆變器發生故障後將相應代碼寫入掉電保護RAM，在維修的時候打開逆變器的控 制電源，用手提電腦就可以方便査看相應的故障代碼。
權利要求1、一種輕軌車輛輔助逆變電源系統，包括三相逆變電源主電路(1)，電流、電壓傳感器(2)，控制電源系統(3)，信號調理板(4)，CPU板(5)，驅動板(6)，正常運行狀態通信顯示系統(7)和故障讀取及參數寫入通信系統(8)；CPU板(5)讀取信號調理板(4)調理過的信號數據，計算後將PWM脈衝信號輸入驅動板(6)，驅動板(6)將輸入的脈衝信號放大後用於控制三相逆變電源的IGBT；在正常運行狀況，CPU板(5)將運行數據送入正常運行狀態通信顯示系統(7)；在需要更改輔助逆變電源的電壓或者電流保護值時，故障讀取及參數寫入通信系統(8)則將新的保護值寫入CPU板(5)內的可掉電RAM中；在輔助逆變電源發生故障時，CPU板(5)會將故障代碼存入可掉電RAM中，故障讀取及參數寫入通信系統(8)可以隨時讀取這些故障代碼，便於快速檢修；其特徵還在於所述的驅動板(6)為七位一體的驅動電路和在箱體底部裝有超薄臥式散熱器。
2、 根據權利要求1所述的輔助逆變電源系統，其特徵在於所述的超薄臥式 散熱器降低了輔助逆變電源系統的縱向高度和減小了橫向尺寸；散熱器散熱片 兩端採用了直流風機前吸後吹的冷卻方式，使用了散熱翅高度較低的鋁型材， 在直流風機與散熱器之間設計了過渡風道，保證了風機的冷卻空氣全部通過散 熱器。
3、 根據權利要求1所述的輔助逆變電源系統，其特徵在於驅動板(6)為 七位一體的驅動電路，驅動板的故障反饋信號採用串聯形式，最終送入CPU板 的故障連線只有一根。
專利摘要本實用新型公開了一種輕軌車輛輔助逆變電源系統，包括三相逆變器主電路，電壓，電流傳感器，控制電源系統，信號調理板，CPU板，驅動板，正常運行狀態通信顯示系統、故障讀取及參數寫入通信系統(PC機、手提電腦、手持通信設備)；其特徵在於採用了平板臥式散熱器，散熱器採用了前吸後吹的風扇冷卻方式；所述逆變器在正常運行時顯示一些常用的狀態信息供司乘人員了解逆變器的運行狀況，調試和維修過程中可以進行參數修改、讀取故障代碼，便於調試和維修。通過現場運行，證明本逆變器運行可靠，維護方便，適合有軌電車廣泛使用。
文檔編號H02M7/5387GK201113822SQ20072001452
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月11日 優先權日2007年9月11日
發明者姜悅禮, 張可飛, 戴碧君, 韓紅彬 申請人:謝步明