专利名称：一种机车用交流变频逆变器控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机车用交流变频逆变器控制装置，属于机车变频控制技术领域。
背景技术：
三相逆变器控制是机车辅助电路控制系统中重要的一个控制单元。电力机车的辅助逆变器主要为机车主电路提供冷却和为空气制动系统提供风源的风机负载供应电能。辅助逆变器的工作状况直接影响主电路的工作性能、以及司乘人员的工作环境，是机车稳定、安全运行的关键。目前，现有的控制系统普遍米用SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)波控制、磁链跟踪控制、矢量控制、直接转矩控制等多种方式，这使得辅助变 流器性能得到提高，但上述各种控制方式已经无法满足快速发展的机车辅助电路控制系统的需求，特别是高速电力机车。而SVPWM(SpaceVector Pulse Width Modulation,空间矢量脉宽调制)控制直流电压应用在电机控制领域，具有利用率较高、输出谐波含量少的特点，而且更适合于数字化系统，但SVPWM控制还没有应用于现有的机车辅助电路控制系统中。
发明内容本实用新型为解决现有的机车辅助电路控制系统无法使用SVPWM控制的问题，进而提供了一种机车用交流变频逆变器控制装置。为此，本实用新型提供了如下的技术方案一种机车用交流变频逆变器控制装置，包括主电路、检测电路、驱动电路、控制电路和通讯模块，所述主电路包括三相逆变器模块，所述三相逆变器模块的脉冲信号输入端与机车辅助控制单元的脉冲信号输出端连接，所述检测电路的检测信号输出端与所述三相逆变器模块的检测信号输入端连接，所述控制电路的控制信号输出端与所述驱动电路的控制信号输入端连接，所述驱动电路的驱动信号输出端与所述三相逆变器模块的驱动信号输入端连接，所述控制电路的数据输入输出端与所述通讯模块的数据输入输出端连接。本实用新型通过机车辅助控制单元发出脉冲信号，驱动三相逆变器电路中的IGBT逆变电路，将输入的直流600V电压变换为定频和变频交流电供机车辅助负载使用，定频交流电为三相380V/50HZ的交流电，变频交流电是三相380V/50Hz、304V/40Hz、190V/25Hz的交流电，从而实现了将SVPWM控制应用到机车辅助电路控制系统中。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型的具体实施方式
提供的机车用交流变频逆变器控制装置的结构示意图；图2是本实用新型的具体实施方式
提供的从机车辅助控制单元输入的脉冲信号调理电路结构不意图；图3是本实用新型的具体实施方式
提供的机车用交流变频逆变器驱动电路的驱动芯片及外围电路结构不意图；图4是本实用新型的具体实施方式
提供的三相逆变器模块的电路结构示意图；图5是本实用新型的具体实施方式
提供的三相逆变器模块的电气接口示意图。
具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本具体实施方式
提供了一种机车用交流变频逆变器控制装置，如图I至图3所示，包括主电路I、检测电路2、驱动电路3、控制电路4和通讯模块5，主电路I包括三相逆变器模块，三相逆变器模块电路的脉冲信号输入端与机车辅助控制单元的脉冲信号输出端连接，检测电路2的检测信号输出端与三相逆变器模块的检测信号输入端连接，控制电路4的控制信号输出端与驱动电路3的控制信号输入端连接，驱动电路3的驱动信号输出端与三相逆变器模块的驱动信号输入端连接，控制电路4的数据输入输出端与通讯模块5的数据输入输出端连接。进一步地，主电路I还可以包括输出滤波电路，输出滤波电路串联在三相逆变器模块的脉冲信号输入端上。检测电路2可以包括直流电压和电流检测电路、输出交流电压和电流检测电路。驱动电路3包括2SD315A IGBT驱动芯片及其外围电路。控制电路4包括DSP芯片TMS320LF2407A及其外围接口电路。通讯模块5可以采用TMS320LF2407A芯片并连接SCI接口和CAN接口，经高速光隔与485/232、CAN接收发送芯片连接后，可与远处的PC机或上位机通信。具体的，相应的DSP芯片可采用LF2407型DSP实现SVPWM控制，相应的控制过程包括确定所要产生的电压矢量，即给定电压矢量Uout的大小；判断给定电压矢量所属扇区；确定每个工作电压矢量作用的时间。本具体实施方式
提供的技术参数包括输入电压DC600V±5% ;额定功率140kVA(cos0=0. 93 时)；短时耐受220kVA (3s) (cos0=0. 93 时)；输出电压三相 25Hz/AC190V±5% ；三相 40Hz/AC304V±5% ；三相 50Hz/AC380V±5% ；THD (电压)< 57% ；THD(电流)< 12% ;调制频率750Hz ;冷却方式强迫风冷；冷却风量0. 3m3/s ;外型尺寸540X341X342 (mm);整体重量约 37kg。图4是三相逆变器模块的电路结构示意图，图5所示的是三相逆变器模块的电气接口示意图，其中三相逆变器模块的器件选型包括=IGBT :BSM300GB120DLC/EUPEC ;电容器B43584-S4568-Q1/EPC0S ;电容器FPG66R0105J/TPC ;结构件镀锌钢板(耐盐雾)；驱动板对外连接器SMSl 2GE4 (12芯连接器)。本具体实施方式
提供的机车变流功率模块IGBT开关性能测试装置的工作原理是驱动电路采用的2SD315A芯片采用高频变压器隔离，可在O-IOOkHz频率范围内提供±15V的驱动电压和±15A的峰值电流两路脉冲，具有 准确可靠的驱动功能与灵活可调过流保护功能，同时可以对电源电压进行欠压监测，可提供高达4000VAC的隔离电压，具有很突出的电气隔离特性和抗干扰能力。同时2SD315A芯片的VL脚将驱动电源进行欠压监测保护，当驱动电源电压低于IlV时，可视为保护状态，切断脉冲输出，同时驱动板就会输出故障信号给控制板。驱动电路对IGBT的CE端电压进行监测，当IGBT导通短路过流时，VCE超过设定的电压值时，驱动板就会关闭脉冲锁存故障信号，将故障信号输出到控制板，等待下次上电复位。过流保护动作的阀值电压可以通过外接的参考电压灵活设定。驱动板输出脉冲品质优(导通限值+15V，关断限值-15V，IOkHz时)。采用本具体实施方式
提供的技术方案，通过机车辅助控制单元发出脉冲信号，驱动三相逆变器电路中的IGBT逆变电路，将输入的直流600V电压变换为定频和变频交流电供机车辅助负载使用，定频交流电为三相380V/50HZ的交流电，变频交流电是三相380V/50Hz、304V/40Hz、190V/25Hz的交流电，从而实现了将SVPWM控制应用到机车辅助电路控制系统中。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种机车用交流变频逆变器控制装置，其特征在于，包括主电路、检测电路、驱动电路、控制电路和通讯模块，所述主电路包括三相逆变器模块，所述三相逆变器模块的脉冲信号输入端与机车辅助控制单元的脉冲信号输出端连接，所述检测电路的检测信号输出端与所述三相逆变器模块的检测信号输入端连接，所述控制电路的控制信号输出端与所述驱动电路的控制信号输入端连接，所述驱动电路的驱动信号输出端与所述三相逆变器模块的驱动信号输入端连接，所述控制电路的数据输入输出端与所述通讯模块的数据输入输出端连接。
2.根据权利要求I所述的机车变流功率模块IGBT开关性能测试装置，其特征在于，所述主电路还包括输出滤波电路，所述输出滤波电路串联在所述三相逆变器电路的脉冲信号输入端上。
3.根据权利要求I所述的机车变流功率模块IGBT开关性能测试装置，其特征在于，所述检测电路包括直流电压和电流检测电路、输出交流电压和电流检测电路。
4.根据权利要求I所述的机车变流功率模块IGBT开关性能测试装置，其特征在于，所述通讯模块包括SCI接口和CAN接口。
专利摘要本实用新型提供了一种机车用交流变频逆变器控制装置，主电路包括三相逆变器模块，三相逆变器模块的脉冲信号输入端与机车辅助控制单元的脉冲信号输出端连接，检测电路的检测信号输出端与三相逆变器模块的检测信号输入端连接，控制电路的控制信号输出端与驱动电路的控制信号输入端连接，驱动电路的驱动信号输出端与三相逆变器模块的驱动信号输入端连接，控制电路的数据输入输出端与通讯模块的数据输入输出端连接。本实用新型通过机车辅助控制单元发出脉冲信号，驱动三相逆变器电路中的IGBT逆变电路，将输入的直流600V电压变换为定频和变频交流电供机车辅助负载使用，从而实现了将SVPWM控制应用到机车辅助电路控制系统中。
文档编号H02P27/08GK202713188SQ201220337089
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者苏安社, 潘丽霞, 徐玉峰 申请人:北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司