帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高速動車組技術領域，尤其涉及一種帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器。
【背景技術】
[0002]高速動車組技術近年來得到了飛速的發展，牽引變流器是高速動車組的重要組成部分。牽引變流器輸出三相交流電以驅動高速動車組內的牽引電機運行，從而驅動動車組的運行。
[0003]牽引變流器一般由整流器、逆變器等組成。其中，整流器對輸入的交流電進行整流處理，逆變器用于將整流處理后的直流電變為交流電，以驅動牽引電機。母線電壓是整流器輸出的電壓，并且輸入到三相逆變器中。母線電壓環節在牽引變流器系統中是一個非常重要的環節。首先，母線電壓可以間接的顯示出整流器和逆變器的工作狀態；其次母線電壓在控制系統中是一個非常重要的變量，并且母線電壓的檢測對于整個牽引變流器的保護有著十分重要的作用，因此母線電壓的檢測的準確性和快速性對于整個牽引變流器有著十分重要的作用。
[0004]但是，目前一般采用在母線間設置一個電壓傳感器來檢測母線電壓。這種檢測方法可靠性較差，當該電壓傳感器發生故障時，系統就不能獲得母線電壓的值，并且其測量的精度也較差。
【發明內容】
[0005]針對上述存在的問題，本發明提供一種帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器，用以克服現有技術中母線電壓檢測可靠性差，精度低的缺陷。
[0006]本發明提供了一種帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器，包括:
[0007]依次連接的整流電路、母線電壓檢測電路和逆變電路；
[0008]所述整流電路包括并聯的至少一個四象限整流器，每個所述四象限整流器的兩個輸出端分別連接在母線的正端和負端；
[0009]所述母線電壓檢測電路包括第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，用于檢測所述母線的正端和負端間的母線電壓，所述第一電壓傳感器和所述第二電壓傳感器并聯連接在所述母線的正端和負端；
[0010]所述逆變電路包括并聯的至少一個三相逆變器，每個所述三相逆變器的兩個輸入端分別連接在所述母線的正端和負端，每個所述三相逆變器的三相輸出端分別連接在至少一個牽引電機的對應三相輸入端。
[0011]本發明提供的帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器，包括依次連接的整流電路、母線電壓檢測電路和逆變電路。其中，整流電路包括并聯連接的至少一個四象限整流器，用于濾除輸入電流中高次諧波，并且，整流電路輸出的電壓即為母線電壓；母線電壓檢測電路用于檢測所述母線的正端和負端間的母線電壓，其包括第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，第一電壓傳感器和第二電壓傳感器并聯連接在母線的正端和負端；逆變電路包括至少一個并聯的逆變器，用于根據檢測到的母線電壓控制其輸出的交流電以驅動牽引電機運行。通過設置兩個并聯的電壓傳感器來檢測母線電壓，一方面使得某個電壓傳感器故障時，另一個作為冗余配置還能實現母線電壓的檢測，具有更好的可靠性；另一方面，兩個電壓傳感器聯合檢測母線電壓，具有更好的檢測精度。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器實施例一的電路結構示意圖；
[0013]圖2為本發明帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器實施例二的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1為本發明帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器實施例一的電路結構示意圖，如圖1所示，該牽引變流器包括:
[0015]依次連接的整流電路1、母線電壓檢測電路2和逆變電路3 ;
[0016]具體地，其中，所述整流電路I包括并聯的至少一個四象限整流器，每個所述四象限整流器的兩個輸出端分別連接在母線的正端VDC+和負端VDC-。
[0017]本實施例中，優選地，以四象限整流器的數量為2個為例，兩個四象限整流器分別表示為11和12。第一四象限整流器11和第二四象限整流器12并聯，且第一四象限整流器11的第一輸出端El和第二輸出端Fl分別連接在母線的正端VDC+和負端VDC-，第一四象限整流器11的第一輸入端A3和第二輸入端B3用于接收輸入的交流電；第二四象限整流器12的第一輸出端E2和第二輸出端F2分別連接在母線的正端VDC+和負端VDC-，第二四象限整流器12的第一輸入端A4和第二輸入端B4用于接收另一輸入的交流電。其中，這兩個輸入的交流電都為50Hz，即從變壓器輸出到整流器上的為50Hz的交流電，兩個四象限整流器輸出并聯，其并聯后的電壓為母線電壓。
[0018]具體地，所述母線電壓檢測電路2連接在所述母線的正端VDC+和負端VDC-間，用于檢測所述整流電路I輸出端的母線電壓。所述母線電壓檢測電路2包括第一電壓傳感器21和第二電壓傳感器22，第一電壓傳感器21和第二電壓傳感器22并聯連接在所述母線的正端VDC+和負端VDC-。
[0019]進一步地，所述牽引變流器還包括:處理器4，所述處理器4分別與所述第一電壓傳感器21和所述第二電壓傳感器22連接。具體來說，第一電壓傳感器21檢測獲得母線的正端VDC+和負端VDC-間的第一母線電壓，第二電壓傳感器22檢測獲得母線的正端VDC+和負端VDC-間的第二母線電壓。處理器4在判斷第一母線電壓和第二母線電壓的絕對差值不大于預設閾值時，確定母線電壓為第一母線電壓和第二母線電壓的平均值。從而，綜合考慮了兩個電壓傳感器檢測的母線電壓的結果，使得母線電壓的最終確定結果更加準確。
[0020]另外，如果兩個電壓傳感器中有一個發生了故障時，處理器4還可以在判斷第一母線電壓和第二母線電壓的絕對差值大于所述預設閾值時，確定所述第一電壓傳感器21和所述第二電壓傳感器22中工作正常的電壓傳感器，并確定母線電壓為該工作正常的電壓傳感器所檢測到的電壓值。具體地，工作異常即發生故障的電壓傳感器所顯示的電壓與母線電壓可以取值的范圍相差很大，從而，處理器4可以據此確定哪個電壓傳感器正常工作，哪個發生了故障，因此，當一個電壓傳感器發生故障時，可以通過另一個電壓傳感器來實現母線電壓的檢測，提高了母線電壓檢測的可靠性。
[0021]再具體地，所述逆變電路3包括并聯的至少一個三相逆變器，每個所述三相逆變器的兩個輸入端分別連接在所述母線的正端VDC+和負端VDC-，每個所述三相逆變器的三相輸出端分別連接在至少一個牽引電機的對應三相輸入端。以逆變電路包括的三相逆變器的數量為2個為例，分別為第一三相逆變器31和第二三相逆變器32。所述第一三相逆變器31的第一輸入端A5和第二輸入端B5分別連接在母線的正端VDC+和負端VDC-，所述第一三相逆變器的三相輸出端連接至少一個牽引電機；所述第二三相逆變器32的第一輸入端A6和第二輸入端B6分別連接在母線的正端VDC+和負端VDC-，所述第二三相逆變器32的三相輸出端連接至少一個牽引電機。
[0022]本實施例提供的牽引變流器，包括依次連接的整流電路、母線電壓檢測電路和逆變電路。其中，整流電路包括并聯連接的至少一個四象限整流器，整流電路輸出的電壓即為母線電壓；母線電壓檢測電路用于檢測所述母線的正端和負端間的母線電壓，其包括第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，第一電壓傳感器和第二電壓傳感器并聯連接在母線的正端和負端；逆變電路包括至少一個并聯的逆變器，用于根據檢測到的母線電壓以及其他控制信息來控制其輸出的交流電以驅動牽引電機運行。通過設置兩個并聯的電壓傳感器來檢測母線電壓，一方面使得某個電壓傳感器故障時，另一個作為冗余配置還能實現母線電壓的檢測，具有更好的可靠性；另一方面，兩個電壓傳感器聯合檢測母線電壓，具有更好的檢測精度。
[0023]圖2為本發明帶雙電壓傳感器母線電壓檢測電路的牽引變流器實施例二的電路結構示意圖，如圖2所示，在圖1所示實施例的基礎上，該牽引變流器還包括與所述整流電路I輸出端連接的二次濾波電路5，用于濾除所述整流電路I連接的母線電壓中的二次諧波，其中，該二次濾波電路5包括串聯的濾波電容Cl和濾波電感LI。所述電容Cl的取值范圍為3mF-7mF，所述電感LI的取值范圍為0.4mH_0.8mH。由于母線電壓中還會存在二次諧波分量，這樣會影響后方元器件的壽命以及牽引系統的正確運行，因此，本實施例中采用了該二次濾波電路5來濾除了整流電路I輸出到母線上的電壓中的諧波，尤其是二次諧波，即10Hz頻率的諧波。
[0024]另外，為了進一步降低母線電壓中的紋波，本實施例中，該牽引變流器還包括:支撐電容6，所述支撐電容6連接在母線電壓檢測電路2的輸出端，并連接在所述母線的正端和負端間。
[0025]進一步地，該牽引變流器還包括:第一預充電電路71和第二預充電電路72，用于在所述牽引變流器初始上電時控制輸入電流的變化幅度，使輸入電流的變化幅度不至于過大，損壞器件。
[0026]所述第一預充電電路71的輸入端Al與牽引變壓器的二次側輸出繞組Pl連接，所述第一預充電電路72的輸出端BI與第一四象限整流器11的第一輸入端A3連接，所述第一四象限整流器11的第二輸入端B3與所述牽引變壓器的二次側輸出繞組NI連接；
[0027]所述第二預充電電路72的輸入端A2與牽引變壓器的二次側輸出繞組P2連接，所述第二預充電電路72的輸出端B2與第二四象限整流器12的第一輸入端A4連接，所述第二四象限整流器12的第二輸入端與B4所述牽引變壓器的二次側輸出繞組N2連接。
[0028]具體地，所述第一預充電電路71包括第一開關Kl、第二開關K2和電阻Rl，所述第二預充電電路72包括第三開關K3 ;
[0029]所述第一開關Kl和所述電阻Rl串聯后與所述第二開關K2并聯。
[0030]實際使用時，當牽引變流器上電時，第一預充電電