带有控制单元的电力电子变压器及轨道车辆电力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型实施例涉及电力电子控制技术领域，尤其涉及一种带有控制单元的电力电子变压器及轨道车辆电力系统。
【背景技术】
[0002]在车辆电力系统中，铁路供电电网侧提供的电压约为25千伏特(V011，简称V)，机车使用的电压约为800V-3000V，因此，在向机车供电前，需要通过变压器对电网侧的电压进行变压。
[0003]目前，在车辆电力系统中使用的变压器可以为电力电子变压器，电力电子变压器通常由输入电感和多个功率单元构成，各功率单元中包括多个电力电子器件，通过控制装置对电力电子变压器的总体逻辑、各功率单元内部逻辑以及各电力电子器件进行控制，实现电力电子变压器的变压功能;在现有技术中，通常采用一个控制装置对电力电子变压器的总体逻辑、各功率单元内部逻辑以及各电力电子器件进行控制，该一个控制装置中集成了对电力电子变压器进行控制的所有功能。
[0004]然而，由于电力电子变压器中的电力电子器件较多、电力电子变压器的总体逻辑和各功率单元内部逻辑较为复杂，使得在控制装置中集成的对电力电子变压器的控制功能较多，且控制装置的结构复杂，进而导致对控制装置的后期维护带来困难。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例提供一种带有控制单元的电力电子变压器及轨道车辆电力系统，简化控制单元的结构，便于对带有控制单元的电力电子变压器的维护。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供一种带有控制单元的电力电子变压器，包括:控制单元和电力电子变压器；
[0007]所述控制单元包括:主控制器和N个分控制器；
[0008]所述电力电子变压器包括:输入电感和N个功率单兀；
[0009]所述功率单元包括:相互连接的H桥变换器和直流-直流DC/DC变换器，其中，所述DC/DC变换器包括:依次连接的第一 DC变换器、高频变压器以及第二 DC变换器，所述H桥变换器的输入端与所述输入电感的输出端相连，所述输入电感的输入端与电力电子变压器的输入端连接；
[00? O]所述主控制器与电力电子变压器的输入端、电力电子变压器的输出端连接；
[0011]所述主控制器与各分控制器连接，各分控制器分别与对应的功率单元中的H桥变换器的控制端连接，并且各分控制器分别与对应的功率单元中的DC/DC变换器的控制端、所述DC/DC变换器中的第一 DC变换器的输入端、所述第一 DC变换器的输出端、以及所述DC/DC变换器中的第二 DC变换器的输出端连接；
[0012]所述主控制器用于，采集所述电力电子变压器的输入端的第一电压信号和第一电流信号，并且采集所述电力电子变压器的输出端的第二电压信号和第二电流信号，根据所述第一电压信号、第一电流信号、第二电压信号以及所述第二电流信号生成各功率单元的H桥变换器的电压平衡调制信号，并将所述电压平衡调制信号发送给对应分控制器，以使所述分控制器根据所述电压平衡调制信号生成H桥驱动信号；
[0013]所述分控制器用于，根据所述主控制器发送的电压平衡调制信号生成H桥驱动信号，并将所述H桥驱动信号发送给H桥变换器的控制端;采集所述DC/DC变换器中所述第一 DC变换器的输入端的第三电压信号、以及所述第一DC变换器的输出端的第三电流信号，并且采集所述DC/DC变换器中第二DC变换器的输出端的第四电流信号，根据第三电压信号、第三电流信号以及第四电流信号生成DC/DC变换器驱动信号，并将所述DC/DC变换器驱动信号发送给DC/DC变换器的控制端。
[0014]如上所述的带有控制单元的电力电子变压器，所述主控制器包括:
[0015]主信号采集模块、主CPU、N个主通信接口；
[0016]所述主信号采集模块与所述电力电子变压器的输入端、电力电子变压器的输出端以及所述主CPU连接，用于采集所述第一电压信号、所述第一电流信号、所述第二电压信号以及所述第二电流信号，并将所述第一电压信号、所述第一电流信号、所述第二电压信号以及所述第二电流信号发送至所述主CPU;
[0017]所述主CPU通过所述主通信接口与所述分控制器连接，用于根据所述第一电压信号、第一电流信号、第二电压信号以及所述第二电流信号生成各功率单元的H桥变换器的电压平衡调制信号，并将所述电压平衡调制信号对应发送给所述分控制器。
[0018]如上所述的带有控制单元的电力电子变压器，所述主控制器，还包括:
[0019]主电源模块，所述主电源模块与所述CPU、主信号采集模块、主通信接口连接以进行供电。
[0020]如上所述的带有控制单元的电力电子变压器，所述分控制器，包括:
[0021]分信号采集模块、分CPU、至少三个分通信接口；
[0022]所述分信号采集模块与DC/DC变换器中的第一DC变换器的输入端、所述第一 DC变换器的输出端、DC/DC变换器中的第二 DC变换器的输出端、以及所述分CPU连接，用于采集所述第三电压信号、所述第三电流信号以及所述第四电流信号，并将所述第三电压信号、所述第三电流信号以及所述第四电流信号发送至所述分CPU;
[0023]所述分CPU用于，根据所述第三电压信号、所述第三电流信号以及所述第四电流信号生成DC/DC变换器驱动信号；
[0024]所述分CPU通过所述分通信接口与所述主控制器相连，用于获取主控制器发送的电压平衡调制信号，并据所述电压平衡调制信号生成H桥驱动信号；
[0025]所述分CPU还通过所述分通信接口与所述DC/DC变换器的控制端以及H桥变换器的控制端连接，用于通过所述分通信接口向所述DC/DC变换器的控制端发送DC/DC变换器驱动信号，通过所述分通信接口向所述H桥变换器的控制端发送H桥驱动信号。
[0026]如上所述的带有控制单元的电力电子变压器，所述分控制器，还包括:
[0027]分电源模块，所述分电源模块与所述分CPU、分信号采集模块、分通信接口连接以进行供电。
[0028]如上所述的带有控制单元的电力电子变压器，各分控制器分别设置于对应的功率单元中的DC/DC变换器中的低压模块上。
[0029]第二方面，本实用新型实施例提供一种轨道车辆电力系统，包括:上述第一方面任一项所述的带有控制单元的电力电子变压器以及与所述电力电子变压器的输出端连接的牵引逆变器。
[0030]本实用新型实施例提供的带有控制单元的电力电子变压器及轨道车辆电力系统，带有控制单元的电力电子变压器包括电力电子变压器以及控制单元，控制单元包括主控制器和多个分控制器，由主控制器和多个分控制器共同实现对电力电子变压器的控制，主控制器和各分控制器分别对电力电子变压器中的不同模块进行控制，使得主控制器和各分控制器中集成的控制功能较少，进而主控制器以及各分控制器的结构简单，易于对带有控制单元的电力电子变压器的维护。
【附图说明】
[0031]为