电路13之间设置第三开关41和第四开关42，第三开关41的一端与蓄电池充电机4的第一端连接，第三开关41的另一端与输入电压电流检测电路13中的第三电压电流转换器133的第二端连接。第二开关32的一端与蓄电池充电机4的第二端连接，第二开关32的另一端与输入电压电流检测电路13中的第二电流电压转换器134的第二端连接。
[0028]在其他实施例中，所述直流高压电路1还可包括至少一个制动电阻电路14，每个制动电阻电路均分别与输入电压电流检测电路13和牵引控制电路2电连接，用于在轨道车辆处于制动状态时进行电能消耗。也就是说，当牵引控制电路2接收到直流高压电路1对其提供的直流保护电压时，牵引控制电路2驱动与其连接的直流永磁无刷电机转动，从而使电机对列车进行牵引，而当列车进行刹车、临时停车等制动状态时，则直流永磁无刷电机停止对列车进行牵引，此时电机上的电能则需要消耗，因此，通过设置制动电阻电路对其电能进行消耗。
[0029]参照附图2所示，所述制动电阻电路可以设置为两个，且相互并联，当其中一个制动电阻电路故障时，则可使用另一个制动电阻电路对电能进行消耗，从而保证了轨道车辆在制动状态时，多余的电能可转化为热能散发出去或者被二次利用，在保证轨道车辆在整个运行过程中的稳定性的同时，提高了能源的利用率。
[0030]具体地，所述制动电阻电路14包括第三电阻R3、第三电流电压转换器141、NPN晶体管、第一二极管D1和第二二极管D2。第三电阻R3的第一端与第二电流电压转换器134的第二端连接，所述第三电阻R3的第二端与第三电流电压转换器141的第一端连接。第三电流电压转换器141的第二端与NPN晶体管的基极连接，NPN晶体管的集电极与第一电流电压转换器132的第二端连接于第四连接点a4。NPN晶体管的发射极与第一二级管D1的负极端连接，第一二极管D1的正极端与第二电流电压转换器134的第二端连接。第三电流电压转换器141的第三端与第二二极管D2的正极端连接，第二二极管D2的负极端与第四连接点a4连接。
[0031]参照附图2所示，在本实施例中，所述牵引控制电路2包括四个相互并联的牵引控制单元21，每一个所述牵引控制单元21连接一个所述直流永磁无刷电机5。
[0032]具体地，牵引控制单元21包括功率开关管，所述功率开关管由绝缘栅双极晶体管和二极管反并联连接组成。当直流高压部件1提供直流保护电压给牵引控制电路2后，牵引控制单元通过控制各功率开关管把直流电变成直流永磁无刷电机定子上的时序旋转的直流电压和电流，从而控制直流永磁无刷电机5的各相绕组按一定顺序工作，在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场，驱动四台牵引电机，完成列车牵引功能。即，牵引控制单元通过控制各功率开关管的通断，从而控制电机的启动、停止和制动，以及控制和调整电机转速、转矩等。
[0033]可以对每一个牵引控制单元21分别设置开关22，通过对各开关22的开闭控制以实现所对应的牵引控制单元的导通或关断，从而可任意控制一个或多个直流永磁无刷电机5进行工作。即本实施例中的四个直流永磁无刷电机5可以同时工作，也可以单独工作，具体根据实际需求而定。
[0034]需要说明的是，本实施例中的牵引控制单元21设置为四个，仅是为了方便说明，牵引控制单元也可以设置为2个，或者更多个，其个数可具体根据轨道车辆的需求进行设置。本发明并不以此为限。
[0035]本发明的轨道车辆用直流永磁无刷电机变流器，通过直流高压电路对牵引控制电路提供直流保护电压，直流永磁无刷电机与牵引控制电路连接，从而实现了该变流器与直流永磁无刷电机的配套，从而使得牵引控制电路驱动直流永磁无刷电机工作，实现对列车的牵引。同时，辅助变流电路可直接从直流高压电路取电，辅助变流电路将输入其的直流电逆变为交流电，为轨道车辆上的交流用电设备供电。蓄电池充电机也可直接从直流高压电路取电，为轨道车辆上的直流用电设备供电。从而使得该变流器在实现对列车牵引的同时，可为轨道车辆上的用电设备供电，使变流器的功能多元化。而且，当车辆处于制动状态时，电机停止对列车的牵引，此时直流高压电路中的制动电阻电路对电机上的电能进行消耗，从而保证了轨道车辆在制动状态时，多余的电能可转化为热能散发出去或者被二次利用，在保证轨道车辆正常运转的同时，提高了能源的利用率。本发明的变流器的功能多样，结构简单且节能效果显著。
[0036]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。
【主权项】
1.一种轨道车辆用直流永磁无刷电机变流器，其特征在于，包括:直流高压电路、牵引控制电路、辅助变流电路和蓄电池充电机； 所述直流高压电路包括依次电连接的第一电压电流转换器、接地检测电路和输入电压电流检测电路，所述直流高压电路用于提供直流保护电压； 所述第一电压电流转换器与外部电网电连接，所述输入电压电流检测电路分别与所述牵弓丨控制电路、所述辅助变流电路、所述蓄电池充电机电连接； 所述牵引控制电路用于驱动直流永磁无刷电机，以使所述直流永磁无刷电机对车辆进行牵引； 所述辅助变流电路还与轨道车辆的交流负载电连接，所述辅助变流电路用于将所述输入电压电流检测电路输出的直流电逆变为交流电，向所述交流负载提供交流电； 所述蓄电池充电机还与所述轨道车辆的直流负载电连接，所述蓄电池充电机用于为所述直流负载提供直流电。2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述直流高压电路还包括预充电电路和EMC滤波电路，所述预充电电路和所述EMC滤波电路连接在所述第一电压电流转换器与所述接地检测电路之间。3.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于，所述EMC滤波电路包括第一电容、第一电感、第二电容和第二电感，所述第一电容的第一端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述第二电感的第二端连接。4.根据权利要求3所述的变流器，其特征在于，所述接地检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电容和电压传感器； 所述第一电阻的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接于第一连接点，所述第二电阻的第二端与所述第二电感的第二端连接；所述第三电容的第一端接地，且与所述第一连接点连接，所述第三电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接；所述电压传感器的第一端接地，所述电压传感器的第二端与所述第三电容的第二端连接。5.根据权利要求4所述的变流器，其特征在于，所述输入电压电流检测电路包括第二电压电流转换器、第一电流电压转换器、第三电压电流转换器和第二电流电压转换器； 所述第一电流电压转换器的第一端与所述第一电感的第二端连接于第二连接点，所述第二电流电压转换器的第一端与所述电压传感器的第二端连接于第三连接点；所述第二电压电流转换器的第一端与所述第二连接点连接，所述第二电压电流转换器的第二端与所述第三连接点连接；所述第三电压电流转换器的第一端与所述第一电流电压转换器的第二端连接，所述第三电压电流转换器的第二端分别与所述辅助变流电路的第一端、所述蓄电池充电机的第一端连接；所述第二电流电压转换器的第二端分别与所述辅助变流电路的第二端、所述蓄电池充电机的第二端连接。6.根据权利要求5所述的变流器，其特征在于，所述直流高压电路还包括至少一个制动电阻电路，每个所述制动电阻电路均分别与所述输入电压电流检测电路和所述牵引控制电路电连接，用于在轨道车辆处于制动状态时进行电能消耗。7.根据权利要求6所述的变流器，其特征在于，所述制动电阻电路包括第三电阻、第三电流电压转换器、NPN晶体管、第一二极管和第二二极管； 所述第三电阻的第一端与所述第二电流电压转换器的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述第三电流电压转换器的第一端连接，所述第三电流电压转换器的第二端与所述NPN晶体管的基极连接，所述NPN晶体管的集电极与所述第一电流电压转换器的第二端连接于第四连接点，所述NPN晶体管的发射极与所述第一二级管的负极端连接，所述第一二极管的正极端与所述第二电流电压转换器的第二端连接，所述第三电流电压转换器的第三端与所述第二二极管的正极端连接，所述第二二极管的负极端与所述第四连接点连接。8.根据权利要求1至7任一项所述的变流器，其特征在于，所述牵引控制电路包括多个相互并联的牵引控制单元，每一个所述牵引控制单元连接一个所述直流永磁无刷电机。9.根据权利要求8所述的变流器，其特征在于，所述牵引控制单元包括功率开关管，所述功率开关管由绝缘栅双极晶体管和二极管反并联连接组成。10.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述蓄电池充电机为DC110V充电机；所述辅助变流电路的输出电压为AC400V。
【专利摘要】本发明提供一种轨道车辆用直流永磁无刷电机变流器，包括：直流高压电路、牵引控制电路、辅助变流电路和蓄电池充电机；直流高压电路包括依次电连接的第一电压电流转换器、接地检测电路和输入电压电流检测电路；第一电压电流转换器与外部电网电连接，输入电压电流检测电路分别与牵引控制电路、辅助变流电路、充电机电连接；牵引控制电路用于驱动直流永磁无刷电机，以对车辆进行牵引；辅助变流电路还与轨道车辆的交流负载电连接，用于将输入电压电流检测电路输出的直流电逆变为交流电，向交流负载供电；蓄电池充电机还与轨道车辆的直流负载电连接，用于为直流负载供电。本发明的变流器，不仅能够与直流永磁无刷电机配套使用，还功能多元化。
【IPC分类】H02J7/00, H02M1/10, H02K11/33
【公开号】CN105356675
【申请号】CN201510712549
【发明人】姜东杰, 董焕彬, 刘有锋, 张晓军, 郭耀华, 孙树鑫
【申请人】唐山轨道客车有限责任公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月28日