逆变器的制作方法

本发明涉及供电技术，尤其涉及一种逆变器。

背景技术：

在城轨列车中，辅助逆变器发挥着重要作用。而随着城轨列车的不断发展，城轨列车辅助逆变器的模块化、高效化以及小型化已成为发展趋势。

现有技术中，城轨列车的辅助逆变器都是在直流电网取电后，经过滤波以及逆变等环节后，通过一个工频变压器进行隔离和降压后输出交流电。

但是，现有技术中的城轨列车的辅助逆变器都使用了工频变压器，而为了满足城轨列车的功率需要，工频变压器就需要具备比较大的体积和重量。由于工频变压器的体积和重量比较大，使得城轨列车辅助逆变器的体积和重量也相应增大，从而无法满足城轨列车对于辅助逆变器的轻量化要求。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种逆变器，用于解决现有技术中城轨列车辅助逆变器由于使用工频变压器而无法实现轻量化的问题。

本发明实施例提供的逆变器包括：逆变电路以及与所述逆变电路连接的控制模块；

所述逆变电路包括直流变压模块以及与所述直流变压模块连接的交流变压模块；

所述交流变压模块包括三相逆变桥，所述三相逆变桥包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂；

所述第一桥臂、所述第二桥臂以及所述第三桥臂，用于输出三相交流电压；

所述第四桥臂，用于提供负载中性点，为中线电流提供回路；

所述直流变压模块，用于接收高压直流信号；相应地，所述控制模块， 用于控制所述直流变压模块将所述高压直流信号转换为低压直流信号；

所述交流变压模块，用于接收所述低压直流信号；相应地，所述控制模块，用于控制所述交流变压模块将所述低压直流信号转换为工频交流信号。

本发明实施例所提供的逆变器，包括逆变电路以及与该逆变电路连接的控制模块，逆变电路中的交流变压模块包括三相逆变桥，该三相逆变桥具有四个桥臂，在进行逆变时，在控制信号的作用下，三相逆变桥的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂能够输出满足负载要求的三相交流电压，而三相逆变桥的第四桥臂能够提供负载中性点，带不平衡负载时能保证三相交流电压输出平衡，同时不需要工频变压器，使得该逆变器在保证逆变功能的同时实现了逆变器的轻量化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的逆变器实施例一的模块结构示意图；

图2为本发明所提供的逆变器实施例一的逆变电路结构示意图；

图3为本发明所提供的逆变器实施例一的交流变压模块内部电路图；

图4为本发明所提供的逆变器实施例二的控制模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明所提供的逆变器实施例一的模块结构示意图，如图1所示，该逆变器包括逆变电路1以及与逆变电路1连接的控制模块2。

图2为本发明所提供的逆变器实施例一的逆变电路结构示意图，参照图1以及图2，逆变电路1包括直流变压模块11以及与直流变压模块11连接的 交流变压模块12。

直流变压模块11用于接收高压直流信号，相应地，控制模块2用于控制直流变压模块11将高压直流信号转换为低压直流信号。

交流变压模块12用于接收上述低压直流信号，相应地，控制模块2用于将低压直流信号转换为工频交流信号。

图3为本发明所提供的逆变器实施例一的交流变压模块内部电路图，如图3所示，交流变压模块12包括三相逆变桥121。

其中，三相逆变桥121包括：第一桥臂1211、第二桥臂1212、第三桥臂1213和第四桥臂1214。

第一桥臂1211、第二桥臂1212以及第三桥臂1213用于输出三相交流电压；第四桥臂1214用于提供负载中性点，为中线电流提供回路。

优选地，参照图3，交流变压模块12还包括交流滤波电路122。

其中，交流滤波电路122包括：第一输出端口1221、第二输出端口1222、第三输出端口1223和第四输出端口1224。

第一输出端口1221与第一桥臂1211连接，第二输出端口1222与第二桥臂1212连接，第三输出端口1223与第三桥臂1213连接，第四输出端口1224与第四桥臂1214连接。

优选地，第一桥臂1211包括第一开关管12111和第二开关管12112，第二桥臂1212包括第三开关管12121和第四开关管12122，第三桥臂1213包括第五开关管12131和第六开关管12132，第四桥臂1214包括第七开关管12141和第八开关管12142。

优选地，交流变压模块12的交流滤波电路122包括第一滤波电感1225、第二滤波电感1226、第三滤波电感1227、第四滤波电感1228、第一滤波电容1229、第二滤波电容12210和第三滤波电容12211。

具体地，第一滤波电感1225与第一桥臂1211的输出端连接，第二滤波电感1226与第二桥臂1212的输出端连接，第三滤波电感1227与第三桥臂1213的输出端连接，第四滤波电感1228与第四桥臂1214的输出端连接。并且，第一滤波电容1229与第一滤波电感1225的输出端以及第四滤波电感1228的输出端连接，第二滤波电容12210与第二滤波电感1226的输出端以及第四滤波电感1228的输出端连接，第三滤波电容12211与第三滤波电感1227的 输出端以及第四滤波电感1228的输出端连接。

具体实施过程中，逆变器接收高压直流信号，通过控制模块2控制直流变压模块11，将高压直流信号转换为低压直流信号，再通过控制模块2控制交流变压模块12，将低压直流信号转换为工频交流信号。具体地，控制模块2通过弱电连接分别与第一开关管12111、第二开关管12112、第三开关管12121、第四开关管12122、第五开关管12131、第六开关管12132、第七开关管12141和第八开关管12142连接。在交流变压模块12中的三相逆变桥121接收到低压直流信号后，控制模块2通过弱电连接将控制信号发送到第一开关管12111、第二开关管12112、第三开关管12121、第四开关管12122、第五开关管12131、第六开关管12132、第七开关管12141和第八开关管12142中，在控制信号的作用下，第一开关管12111、第二开关管12112、第三开关管12121、第四开关管12122、第五开关管12131、第六开关管12132、第七开关管12141和第八开关管12142按照预设顺序打开或闭合，从而使得第一桥臂1211、第二桥臂1212和第三桥臂1213输出满足负载要求的三相交流电压，即工频交流信号，而第四桥臂1214也与负载相连，带不平衡负载的情况下，第四桥臂1214能够提供负载中性点，为中线电流提供回路，从而保证三相交流电压输出平衡。

本实施例中，逆变器包括逆变电路以及与逆变电路连接的控制模块，逆变电路中的交流变压模块包括三相逆变桥以及交流滤波电路，该三相逆变桥具有四个桥臂，在进行逆变时，在控制信号的作用下，三相逆变桥的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂能够输出满足负载要求的三相交流电压，而三相逆变桥的第四桥臂能够提供负载中性点，以保证三相交流电压输出平衡，同时不需要工频变压器，从而使得该逆变器在保证逆变功能的同时实现了逆变器的轻量化。

另一实施例中，参照图2，直流变压模块11包括单相逆变桥111、高频变压器112以及单相整流桥113。

单相逆变桥111的输出端与高频变压器112的输入端连接，高频变压器112的输出端与单相整流桥113的输入端连接。

具体地，控制模块通过弱电连接分别与单相逆变桥111中的开关管连接，分别向各开关管发送控制信号。单相逆变桥111接收高压直流信号，在控制 信号的作用下，将该高压直流信号逆变为单相高频交流信号，该单相高频交流信号经过高频变压器112变压后输入到单相整流桥113中，单相整流桥113将交流信号转换为稳定的低压直流信号。例如，当从单相逆变桥111输入750V高压直流信号，经过转换，从单相整流桥113输出650V的低压直流信号。从而实现了将高压直流信号转换为逆变所需的稳定的低压直流信号。

另一实施例中，参照图2，逆变电路1还包括直流滤波模块13，直流滤波模块13的输出端与直流变压模块11的输入端连接。

直流滤波模块13用于向直流变压模块11输入高压直流信号。

优选地，直流滤波模块13包括滤波电感以及与该滤波电感连接的滤波电容。

需要说明的是，逆变电路1还可以包括电流互感器、隔离电容、放电电路等，用于实现逆变电路的相应功能，此处不再赘述。

另一实施例中，参照图3，交流变压模块12还包括支撑电容123。支撑电容123与三相逆变桥121并联连接，并且，单相整流桥113与支撑电容123连接。

本实施例中，支撑电容123与单相整流桥113连接，能够维持单相整流桥113输出的低压直流信号的稳定，保证与该支撑电容123并联的三相逆变桥121接收到稳定的、没有波动的低压直流信号。

图4为本发明所提供的逆变器实施例二的控制模块结构示意图，如图4所示，控制模块2包括控制板21以及与控制板21连接的电源板22。

其中，控制板21与逆变电路1连接，电源板22用于为控制板21提供控制电源进行供电。

具体地，控制板21与逆变电路1连接，用于处理从逆变电路1采集的电压电流信号并通过控制算法产生控制信号，分别发送给逆变电路1中的直流变压模块11以及交流变压模块12，即控制直流变压模块11将高压直流信号转换为低压直流信号，以及用于控制交流变压模块12将低压直流信号转换为工频交流信号。

可选地，电源板22将蓄电池电源转换为控制板所需的控制电源，例如，将蓄电池的24V电源转换换为控制板所需的+15V、-15V和5V控制电源。

优选地，控制板21还包括系统控制单元，该系统控制单元用于对逆变器 进行监测，以及控制逆变器内部的通信。

例如，该系统控制单元可以对直流变压模块11以及交流变压模块12进行监测，并且可以对直流变压模块11以及交流变压模块12之间的通信进行控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。