本發(fā)明涉及大功率變流設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種變流器直流輸入控制裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展，各種大功率電力電子變流設(shè)備在各領(lǐng)域中扮演越來(lái)越重要的角色。特別是在軌道交通領(lǐng)域，隨著需求的不斷提高，軌道車輛正向大功率、高速、高可靠性方向快速發(fā)展，變流器的性能逐漸成為了制約車輛發(fā)展的瓶頸。變流器的直流輸入及預(yù)充電控制單元更是整個(gè)變流器中最重要的部分之一，其性能直接影響變流器乃至整個(gè)車輛的性能。

在大功率變流器中，輸入環(huán)節(jié)的控制非常重要，輸入環(huán)節(jié)不僅需要控制變流器信號(hào)的通斷，并且要具備測(cè)量車輛母線電壓和變流器主電路電流，以及在變流器主電路接通直流輸入信號(hào)時(shí)首先對(duì)變流器主電路上各器件進(jìn)行預(yù)充電的能力。同時(shí)，由于軌道交通行業(yè)對(duì)變流器的電磁兼容性能有比較苛刻的要求，不僅變流器要有較強(qiáng)的抗干擾能力，變流器本身也不能對(duì)外部設(shè)備產(chǎn)生干擾。

目前，變流器內(nèi)并沒有一個(gè)同時(shí)具備上述功能的集成式模塊，相關(guān)功能均是在變流器內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線、銅排等導(dǎo)體連接分散的電子元器件實(shí)現(xiàn)的。這樣的結(jié)構(gòu)不僅裝配過(guò)程復(fù)雜，占用空間大，電磁干擾強(qiáng)，在后期維護(hù)的時(shí)候更加困難，需要在變流器內(nèi)部進(jìn)行維護(hù)或更換操作，極大的影響了工作效率，大大降低了整個(gè)變流器的可靠性、通用性、靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種變流器直流輸入控制裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中控制變流器主電路的直流輸入信號(hào)的通斷、測(cè)量車輛母線電壓和變流器主電路的電流以及抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾的功能均是在變流器內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線、銅排等導(dǎo)體連接分散的電子元器件實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致變流器的裝配過(guò)程復(fù)雜、占用空間大、電磁干擾強(qiáng)以及后期維護(hù)困難的問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種變流器直流輸入控制裝置，包括：控制電路；所述控制電路包括：第一輸入端口、第二輸入端口、開關(guān)單元、電流傳感器、電壓傳感器、安規(guī)電容、第一輸出端口、以及第二輸出端口；

所述第一輸入端口用于連接至車體的正輸出端口，所述第二輸入端口用于連接至負(fù)；

所述第一輸出端口用于連接至變流器功率模塊的正輸入端口，所述第二輸出端口用于連接至負(fù)；

所述電壓傳感器的兩端分別連接至所述第一輸入端口和所述第二輸入端口，用于檢測(cè)車輛母線電壓；所述電流傳感器的一端連接至所述第一輸入端口，另一端連接至所述開關(guān)單元的一端，用于檢測(cè)變流器主電路的電流；所述開關(guān)單元的另一端連接至所述安規(guī)電容的一端和所述第一輸出端口，所述安規(guī)電容的另一端連接至所述第二輸入端口和所述第二輸出端口；所述開關(guān)單元用于控制變流器主電路的直流輸入信號(hào)的通斷。

本發(fā)明通過(guò)提供一種變流器直流輸入控制裝置，包括第一輸入端口、第二輸入端口、開關(guān)單元、電流傳感器、電壓傳感器、安規(guī)電容、第一輸出端口、以及第二輸出端口，所述第一輸入端口用于連接至車體的正輸出端口，所述第一輸出端口用于連接至變流器功率模塊的正輸入端口，所述第二輸入端口和所述第二輸出端口用于連接至負(fù)；所述電壓傳感器連接至兩個(gè)輸入端口之間，用于檢測(cè)車輛母線電壓，所述電流傳感器連接至第一輸入端口和第一輸出端口之間，用于檢測(cè)變流器主電路的電流，所述安規(guī)電容連接至兩個(gè)輸出端口之間，用于抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾，所述開關(guān)單元連接至第一輸入端口和第一輸出端口之間，用于控制變流器主電路的直流輸入信號(hào)的通斷。所述變流器直流輸入控制裝置集成度高、體積小，且由于所述變流器直流輸入控制裝置安裝在變流器外部，拆裝方便、可靠性高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的變流器直流輸入控制裝置的電路圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的變流器直流輸入控制裝置的電路圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的變流器直流輸入控制裝置的電路圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的變流器直流輸入控制裝置的電路圖；

圖5a為本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種變流器直流輸入控制裝置的主視圖；

圖5b為本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種變流器直流輸入控制裝置的后視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-第一輸入端口；2-第二輸入端口；

3-開關(guān)單元；4-電流傳感器；

5-電壓傳感器；6-安規(guī)電容；

7-第一輸出端口；8-第二輸出端口

9-第一開關(guān)10-第二開關(guān)；

11：電阻模塊；12-快速熔斷器；

13-電抗器；14-框架；

15-控制線連接器；16-銅排。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種變流器直流輸入控制裝置的電路圖。如圖1所示，變流器直流輸入控制裝置包括：控制電路，控制電路包括：第一輸入端口1、第二輸入端口2、開關(guān)單元3、電流傳感器4、電壓傳感器5、安規(guī)電容6、第一輸出端口7、以及第二輸出端口8；所述第一輸入端口1用于連接至車體的正輸出端口，所述第二輸入端口2用于連接至負(fù)；所述第一輸出端口7用于連接至變流器功率模塊的正輸入端口，所述第二輸出端口8用于連接至負(fù)；所述電壓傳感器5的兩端分別連接至所述第一輸入端口1和所述第二輸入端口2，用于檢測(cè)車輛母線電壓；所述電流傳感器4的一端連接至所述第一輸入端口1，另一端連接至所述開關(guān)單元3的一端，用于檢測(cè)變流器主電路的電流；所述開關(guān)單元3的另一端連接至所述安規(guī)電容6的一端和所述第一輸出端口7，所述安規(guī)電容6的另一端連接至所述第二輸入端口2和所述第二輸出端口8；所述開關(guān)單元3用于控制變流器主電路的直流輸入信號(hào)的通斷。

以實(shí)際場(chǎng)景舉例來(lái)說(shuō)：由車體的正輸出端口輸出的直流電通過(guò)第一輸入端口1輸入至變流器直流輸入控制裝置，閉合開關(guān)單元3，此時(shí)輸入的直流電流一部分經(jīng)過(guò)電壓傳感器5和連接負(fù)的第二輸入端口2，使得電壓傳感器5可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛母線電壓；輸入的直流電流的另一部分經(jīng)過(guò)電流傳感器4和開關(guān)單元3后，通過(guò)第一輸出端口7輸出至變流器功率模塊的正輸入端口，使得變流器主電路通電；當(dāng)變流器主電路中支撐電容的電壓穩(wěn)定以后，電流傳感器4即可實(shí)時(shí)檢測(cè)變流器主電路的直流電流；當(dāng)變流器主電路的電壓存在波動(dòng)時(shí)，安規(guī)電容6通過(guò)充放電即可抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾。

作為一種可選的實(shí)施方式，在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，舉例來(lái)說(shuō)，所述第一輸入端口、所述第二輸入端口、所述第一輸出端口以及所述第二輸出端口可以為銅排。

本實(shí)施例提供的變流器直流輸入控制裝置通過(guò)集成第一輸入端口、第二輸入端口、開關(guān)單元、電流傳感器、電壓傳感器、安規(guī)電容、第一輸出端口、以及第二輸出端口，將第一輸入端口連接至車體的正輸出端口，第一輸出端口連接至變流器功率模塊的正輸入端口，第二輸入端口和第二輸出端口連接至負(fù)，電壓傳感器連接至兩個(gè)輸入端口之間，電流傳感器連接至第一輸入端口和第一輸出端口之間，安規(guī)電容連接至兩個(gè)輸出端口之間，開關(guān)單元連接至第一輸入端口和第一輸出端口之間，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制變流器主電路的直流輸入信號(hào)的通斷、檢測(cè)車輛母線電壓和變流器主電路的電流以及抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾的功能，且集成度高、體積小，拆裝方便、可靠性高。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種變流器直流輸入控制裝置的電路圖。在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述開關(guān)單元3可以包括：第一開關(guān)9、第二開關(guān)10、以及電阻模塊11；所述第一開關(guān)9的一端連接至所述電流傳感器4和所述第二開關(guān)10的一端，所述第二開關(guān)10的另一端連接至所述電阻模塊11的一端，所述電阻模塊11的另一端連接至所述第一開關(guān)9的另一端和所述安規(guī)電容6的一端。

以實(shí)際場(chǎng)景舉例來(lái)說(shuō)：由車體正輸出端口輸出的直流電通過(guò)第一輸入端口1輸入至變流器直流輸入控制裝置，閉合第二開關(guān)10，此時(shí)輸入的直流電流一部分經(jīng)過(guò)電壓傳感器5和連接負(fù)的第二輸入端口2，使得電壓傳感器5可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛母線電壓；輸入的直流電流的另一部分經(jīng)過(guò)電流傳感器4、第二開關(guān)10和電阻模塊11后，通過(guò)第一輸出端口7輸出至變流器功率模塊的正輸入端口，使得變流器主電路通電；當(dāng)變流器主電路中支撐電容的電壓穩(wěn)定以后，閉合第一開關(guān)9，斷開第二開關(guān)10，電流傳感器4即可實(shí)時(shí)檢測(cè)變流器主電路的直流電流；當(dāng)變流器主電路的電壓存在波動(dòng)時(shí)，安規(guī)電容6通過(guò)充放電即可抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾。

具體的，所述第一開關(guān)9和第二開關(guān)10可以為任意具有電路通斷功能的開關(guān)，舉例來(lái)說(shuō)，所述第一開關(guān)9可以為主接觸器，所述第二開關(guān)10可以為充電接觸器。

進(jìn)一步的，所述電阻模塊11可以包括多種電路結(jié)構(gòu)，作為一種可選的實(shí)施方式，在圖2所示實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，電阻模塊11可以包括并聯(lián)的第一電阻和第二電阻。舉例來(lái)說(shuō)，所述第一電阻和第二電阻可以為充電電阻。

本實(shí)施例提供的變流器直流輸入控制裝置通過(guò)提供第一開關(guān)、第二開關(guān)、以及電阻模塊，第二開關(guān)和電阻模塊串聯(lián)之后，與第一開關(guān)并聯(lián)，從而在變流器直流輸入控制裝置工作時(shí)，首先閉合第二開關(guān)，以使變流器主電路通電時(shí)，電阻模塊可以起到分壓的作用，避免變流器主電路在通電的瞬間因?yàn)殡妷哼^(guò)大而導(dǎo)致變流器主電路上的各器件的損傷，當(dāng)變流器主電路的電壓穩(wěn)定以后，閉合第一快關(guān)，斷開第二開關(guān)，以使變流器主電路可以達(dá)到一定的電壓。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種變流器直流輸入控制裝置的電路圖。在實(shí)施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上，所述變流器直流輸入控制裝置還可以包括：位于第一輸入端口1和所述電流傳感器4之間的快速熔斷器12；所述快速熔斷器12的一端連接至所述第一輸入端口1和所述電壓傳感器5的一端，另一端連接至所述電流傳感器4的一端。

以實(shí)際場(chǎng)景舉例來(lái)說(shuō)：由車體正輸出端口輸出的直流電通過(guò)第一輸入端口1輸入至變流器直流輸入控制裝置，閉合開關(guān)單元3，此時(shí)輸入的直流電流一部分經(jīng)過(guò)電壓傳感器5以及連接負(fù)的第二輸入端口2，使得電壓傳感器5可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛母線電壓；輸入的直流電流的另一部分經(jīng)過(guò)快速熔斷器12、電流傳感器4和開關(guān)單元3后，通過(guò)第一輸出端口7輸出至變流器功率模塊的正輸入端口，使得變流器主電路通電，當(dāng)變流器主電路中支撐電容的電壓穩(wěn)定以后，電流傳感器4即可實(shí)時(shí)檢測(cè)變流器主電路的直流電流；當(dāng)經(jīng)過(guò)變流器主電路的電流過(guò)大導(dǎo)致快速熔斷器12過(guò)熱熔斷時(shí)，變流器主電路斷電，從而對(duì)變流器主電路上的各器件提供過(guò)流保護(hù)；當(dāng)變流器主電路的電壓存在波動(dòng)時(shí)，安規(guī)電容6通過(guò)充放電即可抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾。

本實(shí)施例提供的變流器直流輸入控制裝置通過(guò)提供快速熔斷器，當(dāng)經(jīng)過(guò)變流器主電路的電流過(guò)大時(shí)，快速熔斷器過(guò)熱熔斷，變流器主電路斷電，從而對(duì)變流器主電路上的各器件提供過(guò)流保護(hù)。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種變流器直流輸入控制裝置的電路圖。在前述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述變流器直流輸入控制裝置還可以包括：位于所述開關(guān)單元3和所述第一輸出端口1之間的電抗器13；所述電抗器13的一端連接至所述開關(guān)單元3的另一端和所述安規(guī)電容6的一端，另一端連接至所述第一輸出端口7。

以實(shí)際場(chǎng)景舉例來(lái)說(shuō)：由車體正輸出端口輸出的直流電通過(guò)第一輸入端口1輸入至變流器直流輸入控制裝置，閉合開關(guān)單元3，此時(shí)輸入的直流電流一部分經(jīng)過(guò)電壓傳感器5和連接負(fù)的第二輸入端口2，使得電壓傳感器5可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛母線電壓；輸入的直流電流的另一部分經(jīng)過(guò)快速熔斷器12、電流傳感器4和開關(guān)單元3后，經(jīng)過(guò)電抗器13和第一輸出端口7輸出至變流器功率模塊的正輸入端口，使得變流器主電路通電，當(dāng)變流器主電路中支撐電容的電壓穩(wěn)定以后，電流傳感器4即可實(shí)時(shí)檢測(cè)變流器主電路的直流電流；當(dāng)變流器主電路的電壓存在波動(dòng)時(shí)，安規(guī)電容6通過(guò)充放電即可抑制變流器對(duì)外部設(shè)備的電磁干擾；當(dāng)外部設(shè)備對(duì)變流器主電路產(chǎn)生電磁干擾時(shí)，所述電抗器可以抑制變流器主電路的電流波動(dòng)，即產(chǎn)生防止外部設(shè)備干擾的作用。

作為一種可選的實(shí)施方式，在前述任一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中車體正輸出端口的數(shù)量或變流器功率模塊輸入端口的數(shù)量，所述變流器直流輸入控制裝置還可以包括多個(gè)控制電路，舉例來(lái)說(shuō)，所述控制電路的數(shù)量為兩個(gè)。

作為一種可選的實(shí)施方式，在前述任一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，變流器直流輸入控制裝置還可以包括：框架，用于集成布局控制電路；所述控制電路集成安裝在所述框架上。進(jìn)一步的，變流器直流輸入控制裝置還可以包括：控制線連接器，用于連接電流傳感器和電壓傳感器的控制線以及開關(guān)單元的輔助觸點(diǎn)，將控制信號(hào)引入變流器的控制機(jī)箱。圖5a為本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種變流器直流輸入控制裝置的主視圖，圖5b為本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種變流器直流輸入控制裝置的后視圖，如圖5a和5b所示，所述框架14為上下兩層結(jié)構(gòu)，第一開關(guān)9、第二開關(guān)10、電阻模塊11、電流傳感器4以及快速熔斷器12的數(shù)量均為兩個(gè)，且布局安裝在框架的下層，第二開關(guān)10和電流傳感器4沿第一方向交替平行排列，快速熔斷器12位于第二開關(guān)10和電流傳感器4的上方，第一開關(guān)9和電阻模塊11沿第二方向平行排列，第一方向與第二方向垂直；銅排16、電壓傳感器5以及安規(guī)電容6的數(shù)量均為兩個(gè)，且布局安裝在框架的上層，銅排16和安規(guī)電容6沿第一方向交替平行排列，電壓傳感器5與安規(guī)電容6相鄰且沿第一方向平行排列；控制線連接器16布局在框架的一側(cè)，并且連接在上層和下層之間；各相關(guān)器件之間通過(guò)金屬連接片實(shí)現(xiàn)連接。通過(guò)本實(shí)施方式，可以提高各結(jié)構(gòu)之間的集成度，減小裝置的體積。

本實(shí)施例提供的變流器直流輸入控制裝置通過(guò)提供電抗器，當(dāng)外部設(shè)備對(duì)變流器主電路產(chǎn)生電磁干擾時(shí)，所述電抗器可以抑制變流器主電路的電流波動(dòng)，即產(chǎn)生防止外部設(shè)備干擾的作用。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。