CN104283437A - 一种变流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变流器，其包括：整流模块，用于将输入的第一交流电转换为第一直流电并输出；逆变模块，其与整流模块连接，用于将整流模块输出的第一直流电转换成第二交流电并输出；电量检测电路，其与整流模块和逆变模块连接，用于分别检测整流模块和逆变模块的电量信息；控制电路，其与整流模块、逆变模块和电量检测电路连接，用于根据接收到的整流模块的电量信息产生整流控制信号来控制整流模块，还用于根据逆变模块的电量信息产生逆变控制信号来控制逆变模块。本发明所提供的变流器的集成度更高，由于控制电路是集成在变流器内部的，不需要额外的控制单元，从而简化了连接方式，降低了变流器的故障率。

Description

一种变流器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种变流器。

背景技术

变流器供电具有高效节能及噪声低等优点，因此在机车辅助供电***中被广泛应用。变流器是辅助变流器装置的核心部件之一，包含器件较多，机车内部空间狭小，这就要求变流器需要具有结构紧凑、易维护等特点。

现有的变流器的集成度不高，通常仅仅集成了功率器件部分。这样，将现有的变流器安装到变流器柜内进行使用时，还需要配置额外的***电路器件，从而导致变流器柜的体积过大，不便于维护。

基于上述情况，亟需一种集成度高、便于维护的变流器。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种变流器，其包括：

整流模块，用于将输入的第一交流电转换为第一直流电并输出；

逆变模块，其与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的第一直流电转换成第二交流电并输出；

电量检测电路，其与所述整流模块和逆变模块连接，用于分别检测所述整流模块和逆变模块的电量信息；

控制电路，其与所述整流模块、逆变模块和电量检测电路连接，用于根据接收到的整流模块的电量信息产生整流控制信号，以控制所述整流模块产生并输出需要的第一直流电，还用于根据逆变模块的电量信息产生逆变控制信号，以控制所述逆变模块产生需要的第二交流电。

根据本发明的一个实施例，所述整流模块包括：

第一整流电路，其用于将输入的第一交流电转换为第二直流电并输出；

切换电路，其用于根据所述控制信号将所述第二直流电通过第一输出端口或第二输出端口输出；

第二整流电路，其与所述切换电路的第二输出端口连接，用于根据所述第二直流电，将所述第一交流电转换为第一直流电；

支撑电容，其并联在所述第二整流电路的输出端，并与所述切换电路的第一输出端口连接，用于利用所述第二直流电进行预充电。

根据本发明的一个实施例，所述整流模块还包括限流电路，其中，

所述限流电路用于对所述第一交流电进行降流，并将降流后的第一交流电输出给所述第一整流电路；或，

所述限流电路连接在所述第一整理电路和切换电路之间，用于对所述第二直流电进行降流，并将降流后的第二直流电传输给所述切换电路。

根据本发明的一个实施例，所述整流模块包括：

切换电路，其与所述控制电路连接，用于根据所述整流控制信号将所述第一交流电通过第一输出端口或第二输出端口输出；

第一整流电路，其与所述切换电路的第一输出端口连接，用于将所述第一交流电转换为第二直流电并输出；

第二整流电路，其与所述切换电路的第二输出端口连接，用于以所述第一交流电作为控制信号，将所述第一交流电转换为第一直流电并输出；

支撑电容，其并联在所述第二整流电路的输出端，并与所述第一整流电路连接，用于利用所述第二直流电进行充电。

根据本发明的一个实施例，所述第二整流电路包括半控桥式整流电路，所述半控桥式整流电路包括多个晶闸管，其中，

各个晶闸管的阴极作为所述半控桥式整流电路的输出端正极，或，各个晶闸管的阳极作为所述半控桥式整流电路的输出端负极。

根据本发明的一个实施例，所述电量检测电路包括电压检测电路，所述电压检测电路包括：

运算放大电路，其与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的电压进行放大并输出；

电压跟随电路，其与所述运算放大电路连接，用于对所述运算放大电路输出的电压进行阻抗匹配；

反向比例电路和采样电路，所述反向比例电路连接在所述电压跟随电路与采样电路之间，用于将所述电压跟随电路输出的电压转换为符合所述采样电路要求的电压后输出给所述采样电路，以由所述采用电路转换为数字电压信号。

根据本发明的一个实施例，所述逆变模块包括：

逆变驱动电路，其与所述控制电路连接，用于对接收到的所述逆变控制信号进行处理，以提高所述逆变控制信号的驱动能力；

逆变电路，其与所述整流模块连接，用于根据所述逆变驱动电路输出的处理后的逆变控制信号，将所述第一直流电转换为第二交流电并输出。

根据本发明的一个实施例，所述电量检测模块包括电流检测电路，所述电流检测电路与所述逆变电路连接，用于检测所述逆变电路输出端的电流，其中，

所述逆变驱动电路判断接收到的所述变流电路输出端的峰值电流是否超过预设峰值电流阈值，如果超过，则停止输出处理后的逆变控制信号，使得所述逆变电路停止进行逆变转换；如果没有超过，则将所述逆变电路输出端的电流传输给所述控制电路，并将处理后的逆变控制信号传输给所述逆变电路，以控制所述逆变电路将所述第一直流电转换为第二交流电并输出。

根据本发明的一个实施例，所述变流器还包括：

数据通信电路，其与所述控制电路连接，用于接收外部控制指令，并将所述外部控制指令传输给所述控制电路，还用于接收所述控制电路产生的信息，并将所述信息输出给与所述变流器连接的外部装置；和/或，

地址配置接口，其与所述控制电路连接，用于与配置在变流柜相应位置的地址接口配合连接，进而将所述地址接口所反映的位置信息反馈给所述控制电路。

根据本发明的一个实施例，所述数据通信电路包括以太网通信电路和/或至少两路RS485通信电路。

本发明提供的变流器集成了控制电路，其中，控制电路通过电量检测电路所采集到的电量信息来对整流模块和逆变模块分别进行闭环控制，从而最终得到符合要求的第二交流电。相较于现有的变流器，本发明所提供的变流器的集成度更高。同时，由于控制电路是集成在变流器内部的，所以变流器在使用的过程中，不再需要额外的控制单元，从而简化了连接方式，也就减小了在不同器件连接的过程中所产生的错误，降低了变流器的故障率，提高了提高变流器的可靠性。

本发明提供的变流器可以集成多种电压特性曲线模型，通过读取外部地址状态，便可以根据读取到的地址自动选择与该地址相对应的负载特性的输出电压。由于地址接口中各个地址线的电压是在变流柜中配置的，所以同一变流柜内的变流器完全相同，可以互换，便于现场维护。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的变流器的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的变流器的电路结构图；

图3是根据本发明一个实施例的整流模块的电路结构图；

图4是根据本发明另一个实施例的整流模块的电路结构图；

图5是根据本发明另一个实施例的电压检测电路的电路结构图；

图6是根据本发明一个实施例的地址配置电路的电路连接图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1示出了本实施例所提供的变流器的结构示意图。

如图1所示，变流器101连接在外部交流电源100与用电负载102之间，其能够将外部交流电源100提供的交流电进行转换，从而得到适于用电负载102使用的交流电，并将该交流电输出给用电负载102，以驱动用电负载102运行。

本实施例中，变流器101包括整流模块103、逆变模块104、电量检测电路105和控制电路106。其中，整流模块103与外部交流电源100连接，用于将外部交流电源100提供的第一交流电转换为第一直流电并输出。逆变模块104与整流模块103连接，用于将整流模块103输出的第一直流电转换为第二交流电并输出。

电量检测电路105与整流模块103和逆变模块104连接，其能够分别检测得到整流模块103的电量信息和逆变模块104的电量信息。本实施例中，电量检测电路包括电压检测电路和电流检测电路。其中，电压检测电路连接在整流模块103的输出端两端，用于检测整流模块103输出端两端的电压，并将检测得到的电压信号传输给控制电路106。而电流检测模块连接在逆变模块104的输出端，用于检测逆变模块104所输出的电流，并将检测得到的电流信号传输给控制电路106。

控制电路106与整流模块103、逆变模块104和电量检测模块105连接，其用于根据电量检测模块105中的电压检测电路传输来的电压信号来调节整流模块103所输出的第一直流电，从而使得第一直流电的电压稳定在预设电压阈值。控制电路106还用于根据电力检测电路传输来的电流信号来调节逆变模块104所输出的第二交流电，从而使得第二交流电的电流稳定在预设电流阈值。预设电压阈值和预设电流阈值是根据用电负载102的状态确定的，这样，变流器便输出了符合用电负载102的电量需求的第二交流电，从而保证了为用电负载102提供可靠的电源以驱动用电负载102的正常运行。

从上述描述中可以看出，本实施例提供的变流器集成了控制电路，其中，控制电路通过电量检测电路所采集到的电量信息来对整流模块和逆变模块分别进行闭环控制，从而最终得到符合要求的第二交流电。相较于现有的变流器，本实施例所提供的变流器的集成度更高。同时，由于控制电路是集成在变流器内部的，所以变流器在使用的过程中，不再需要额外的控制单元，从而简化了连接方式，也就减小了在不同器件连接的过程中所产生的错误，降低了变流器的故障率，提高了提高变流器的可靠性。

图2示出了本实施例所提供的变流器的具体电路结构图。

如图2所示，本实施例中整流模块103包括第二整流电路200和整流驱动电路201。其中，第二整流电路200的输入端与外部交流电源100连接，整流驱动电路201与外部交流电源100和第二整流电路200连接。整流驱动电路201能够根据控制电路106输出的控制信号来控制第二整流电路200将接收到的外部交流电源100所提供的第一交流电转换为所需要的第一直流电。

第二整流电路200的输出端正负极之间并联有支撑电容C1，同时，电阻R1与支撑电容C1并联。在整流电路不工作时，电阻R1能够实现对支撑电容C1的放电。

图3示出了本实施例中整流驱动电路的电路原理图。

如图3所示，本实施例所提供的整流驱动电路201包括第一整流电路301和切换电路302。其中，为了防止电路回路中的电流过大，本实施例中，整流驱动电路201还包括了限流电路303。

限流电路303连接在外部交流电源100与第一整流电路301之间，其用于将外部交流电源100提供的第一交流电进行交流后输出给第一整流电路301。第一整流电路301接收到限流电路303传输来的经过降流后的第一交流电，并将该交流电转换为第二直流电进行输出。

切换电路302与第一整流电路301和控制电路106连接，其具有两组输出端口，即第一输出端口和第二输出端口。其中，第二整流电路200的控制端口与第二输出端口连接，同时，其输出端正极与第一输出端口连接，支撑电容C1并联在第二整流电路200的输出端。切换电路302能够根据控制电路106所输出的控制信号，将第一整流电路301转换得到的第二直流电相应地通过第一输出端口或第二输出端口进行输出。

如图3所示，本实施例中，外部交流电源100提供的第一交流电为三相交流电。所以在第一整流电路301中，本实施例通过在各相支路中分别串入二极管，即二极管D1、二极管D2和二极管D3，通过二极管的正向导通、反向截止的特性，将外部交流电源100所提供的第一交流电转换为直流电，即得到第二直流电。同时，通过在外部交流电源100与第一整流电路301的各相支路中分别串入电阻，即电阻R1、电阻R2和电阻R3，来降低第一交流电的电流，从而对第一整流电路301以及后续电路起到保护作用。

通过降低第一交流电的电流，还能够降低对第一整流电路301以及后续电路中各个元器件的性能要求，从而扩大了这些电路中元器件的选型范围，有助于降低变流器的成本，并且还有助于提高变流器的可靠性。

本实施例中，切换开关204包括可控开关K1、可控开关K2、可控开关K3和可控开关K4。其中可控开关K1、可控开关K2和可控开关K3的输入端分别与二极管D1、二极管D2和二极管D3的负极连接。上述可控开关具有两个输出端，即第一输出端和第二输出端，其第一输出端分别与第二整流电路200的控制端对应连接，第二输出端与可控开关K4的输入端连接，可控开关K4的输出端与支撑电容C1连接。

当需要对第二整流电路200进行预充电时，控制电路106根据电压检测电路202检测得到的整流模块输出端的电压，即支撑电容C1两端的电压，是否达到预设充电电压。

如果没有达到预设充电电压，则表示需要对支撑电容C1进行充电，此时控制电路106输出第一控制信号，控制可控开关K4闭合、可控开关K1～K3均通过第一端口进行输出。这时，第一整流电路301输出的第二直流电经过切换开关204传输到支撑电容C1，从而实现对支撑电容C1的充电。

支撑电容C1随着充电时长的增加，其两端的电压也随之升高。电压检测电路202能够实时检测支撑电容C1两端的电压，并将检测到的电压信号传输给控制电路106。当支撑电容C1两端的电压达到预设电压后，控制电路106根据接收到的电压信号能够判断出该状态，并输出第二控制信号来控制可控开关K1～K3通过第二输出端口进行输出，从而将第一整流电路301输出的第二直流电传输给第二整流电路200，以控制第二整流电路200输出第一直流电。

本实施例中，第二整流电路200采用了三相桥式半控整流电路，该桥式半控整流电路采用晶闸管作为可控开关。其中，三个晶闸管分别设置在桥式半控整流电路的各个支路的上桥臂，晶闸管的阴极作为半控桥式整流电路的输出端正极，栅极分别与可控开关K1～K3的第二输出端口连接。同时，该半控桥式整流电路的各个支路的下桥臂的开关器件采用二极管。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第二整流电路也可以采用其他合理的电路形式，例如将晶闸管设置在各个支路的下桥臂，而将二极管设置在各个支路的上桥臂，本发明不限于此。

为了提高整流模块的可靠性和输出的第一直流电的质量，本实施例中，将可控开关K1～K3的第二输出端口与第二整流电路200中各相支路的输出端正极分别通过电阻R4、R5和R6连接。

外部交流电源提供的三相交流电中的U相电流先后通过电阻R1、二极管D1、切换开关K1和电阻R4后传输到第二整流电路200中的晶闸管VT1的集电极，同时晶闸管VT1的集电极与支撑电容C1的一端连接。电阻R4实际上就是连接在晶闸管VT1的集电极与门极之间，电阻R1与电阻R5构成电阻分压电路。当输入交流电压大于支撑电容C1正端电压时，这两个电压的电压差值经电阻R1与电阻R4的分压。其中，当电阻R4两端的电压大于晶闸管的导通电压阈值时，晶闸管便会导通。

同理，R2与R5构成V相触发电路，R3与R6构成W相触发电路，在此不再赘述。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，由第一整流电路301、切换电路302以及限流电路303所构成的整流驱动电路201还可以采用其他合理的电路形式，本发明不限于此。

例如，如图4所示，在本发明的一个实施例中，由二极管D1、D2和D3构成的第一整流电路也可以设置在切换电路的第一输出端口与支撑电容之间。此时，切换电路的第一端口包含有三个子端口，这三个二极管的一端分别于上述三个子端口连接，另一端同时与支撑电容连接。

当然，在本发明的另一个实施例中，还可以将图2所示的电路中的限流电路和第一整流电路的位置互换，即第一整流电路也可以连接在外部交流电源与限流电路之间，本发明不限于此。

图5示出了本实施例中电压检测电路的电路结构图。

如图5所示，本实施例所采用的电压检测电路包括运算放大电路501、电压跟随电路502、反向比例电路503和采样电路504。第二整流电路200输出端的电压，即支撑电容C1两端的电压U+和U-输入到运算放大电路501的输出端的正负极。经运算放大电路501处理得到的电信号通过由电阻R55和电容C43构成的低通滤波器后传输到电压跟随电路502.

本实施例中，电压跟随电路502采用了共集电路，其具有输入高阻抗、输出低阻抗的特性。电压跟随电路的输入高阻抗的特性使得其相对于前级电路开路，其输出低阻抗的特性使得其对于后级电路就相当于一个恒压源，即即输出电压不受后级电路阻抗的影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用，也就是使得前级电路与后级电路互不影响，从而使得后级电路更好地工作。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，电压跟随电路还可以采用其他合理的电路形式，本发明不限于此。

本实施例中，由于电压跟随电路502输出的电压为负电压，而通常采用电路504的采样电压均需要为正电压。所以为了能够顺利进行电压的采样，本实施例中在电压跟随电路502与采样电路504之间设置了反向比例电路503。反向比例电路503能够将电压跟随电路503输出的负电压转换为正电压，并对得到的该正电压进行比例变换，从而使得输出的电压满足采样电路504的电压要求。

采样电路504通过对反向比例电路503输出的电压信号进行采样，并将采样得到的数字信号传输到控制电路106。控制电路106根据接收到的数字信号便可以分析得到支撑电容C1两端的电压，从而根据该电压、预设预充电电压以及预设电压阈值产生并输出相应的控制信号，从而在整流起始阶段对第二整流电路进行预充电，并在整流阶段得第二整流电路200输出的电压稳定在预设电压阈值，实现对整流模块的闭环控制。

如图5所示，本实施例所采用的电压检测电路201还包括比较器505。比较器505连接在电压跟随电路502与控制电路106之间，其用于将电压跟随电路502输出电压与预设保护电压进行比较。如果其接收到的电压大于预设保护电压，则产生过压保护信号，并将该信号输出给控制电路106，以由控制电路106控制整流模块停止输出直流电。这样能够进一步地实现对整流模块以及后级各个电路的保护，从而避免了因整流模块输出电压异常而对整流模块以及后级各个电路所造成的损害，提高了变流器的安全性和可靠性。

再次如图2所示，本实施例中，逆变模块包括逆变电路203和逆变驱动电路204。由于用电负载102的供电电源需要三相交流电源，所以本实施例所提供的逆变电路203采用了由6个IGBT构成的三相桥式全控逆变电路。逆变电路203的输入端与第二整流电路200的输出端连接，其控制端(即各个IGBT的门极)与逆变驱动电路204连接。

逆变驱动电路204与控制电路106连接，其根据驱动控制电路106产生的逆变控制信号来控制逆变电路203中各个IGBT的通断，从而产生所需要的第二交流电。为了使得第二交流电中各相电流更加准确，本实施例中，在逆变电路203的输出端连接了电流检测电路205。电流检测电路205能够检测逆变电路203所输出的第二交流电的各相电流，并将检测到的电流信号传输到逆变驱动电路204，以由逆变驱动电路204反馈给控制电路106，从而实现对逆变电路203的闭环控制。

本实施例中，逆变驱动电路204能够根据接收到的电流信号计算得到第二交流电中各相电流的最大值，并将计算得到的电流最大值与预设电流阈值进行比较。如果计算得到的电流最大值超过预设电流阈值，则表示此时逆变电路203的输出异常，逆变驱动电路204将控制逆变电路203停止进行逆变转换。如果计算得到的电流最大值没有超过预设电流阈值，则表示此时逆变电路203的输出正常，逆变驱动电路204根据控制电路106输出的逆变控制信号控制逆变电路203输出所需要的第二交流电，以驱动用电负载102的运行。

需要说明的是，本实施例中整流模块和逆变模块采用适用于三相交流电的电路形式仅仅是为了更加清楚地阐述本发明的目的、原理以及优点，这些电路并不仅限于三相电路，根据外部交流电源所提供的交流电的形式，以及用电负载所需要的交流电的形式，可以进行相应的改变，本发明不限于此。

例如在本发明的一个实施例中，如果外部交流电源100提供的第一交流电为单相或双相交流电，第一整流电路以及第二整流电路便可以采用包括两条支路的整流电路的形式。如果用电负载所需要的交流电也为单向或双相交流电，那么逆变电路便可以采用包括两条支路的全控全桥逆变电路的形式。

如图2所示，本实施例所提供的变流器还包括数据通信电路206。数据通信电路206与控制电路106连接，其能够将外部机车控制端传输来的机车控制指令传输给控制电路106。控制电路106能够根据该机车控制指令控制整流模块和逆变模块产生所需要的直流电和交流电。控制电路106还能够根据电量检测模块反馈的电量信息产生表征变流器器运行状态的变流器状态信号，并将该状态信号通过数据通信电路206传输到外部机车控制端，由机车控制端进行可视化显示。机车工作人员通过外部机车控制端所显示的内容，便可以实时了解到变流器的运行状态，方便了对变流器的维护和检修。

此外，本实施例所提供的数据通信电路还可以与其他变流器的数据通信接口连接，从而方便了多个变流器所构成的相同的扩展。

本实施例中，数据通信电路采用了两条RS485通信电路，其中一条与外部机车控制端连接，另一条与其他变流器的RS485通信接口连接。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，数据通信电路也可以采用其他合理的电路形式，例如以太网通信电路，当然，数据通信电路还可以采用不同的通信电路共同构成，例如RS485通信电路与以太网接口电路共同构成，本发明不限于此。

变流器供电具有高效节能及噪声低等优点，因此在机车辅助供电***中被广泛应用。变流器是辅助变流器装置的核心部件之一，包含器件较多，机车内部空间狭小，这就要求变流器需要具有结构紧凑、易维护等特点。

内燃机车辅助变流器的输入电源主要是辅助发电机，其输出三相交流电压幅值和频率随机车柴油机的转速变化而变化。内燃机车辅助供电***负载主要有柴油机冷却风机、牵引电机通风机、空压机、空调及生活用电设备等用电设备。其中，柴油机冷却风机和牵引通风机供电电压为三相交流480V/100Hz，空压机供电电压为三相交流165V/90Hz，而空调及生活用电设备供电电压为380V/50Hz或220V/50Hz。

每种负载的特性各不尽相同，为了达到节能目的，对于每种负载供电时就需要单独配置1台变流器，每台辅助变流器柜需要配置多个变流器。同一变流器柜内有多个变流器，而多个变流器的输出特性不尽相同。为了实现变流器的硬件互换和通信，现有变流器做法是在控制板上设置拔码开关，变流器模块位置变化时，需要按要求操作拔码开关。而采用拨码开关的形式使得现场维护人员容易搞错，从而造成产品故障，甚至损坏模块和负载。

为了解决上述问题，本实施例所提供的变流器还配置有地址配置接口207。地址配置与控制电路106连接，用于与配置在变流柜相应位置的地址接口配合连接，进而将地址接口所反映的地址信息反馈给控制电路106。控制电路106根据接收到的地址信息即可以判断出该变流器的安装位置。

图6示出了本实施例中地址配置接口的连接示意图。

如图6所示，本实施例中，地址配置接口207包括了4条地址线端口，即端口1、端口2、端口3和端口4。当变流器接入变流柜时，设置在变流柜柜体相应位置处的地址接口601所包含的四个地址线，即地址线1～4，分别***端口1～4。

对应于不同的位置的地址接口601的四条地址线的电压是不同的。例如在变流柜位置1处的地址接口601的四条地址线1～4的电压分别为5V、0V、0V和0V，此时控制电路106通过地址配置接口207接收到这四条地址线的电压，并将该地址识别为0001。而在变流柜位置2处的地址接口601的四条地址线1～4的电压分别为0V、5V、0V和0V，此时控制电路106通过地址配置接口207接收到这四条地址线的电压，并将该地址识别为0010。

以此类推，4根地址线共可以表示16中地址，所以本实施例中同一台变流柜最多可以配置16个变流器，能够满足内燃机车辅助变流器的设计需求。变流器控制相同软件可以集成多种电压特性曲线模型，通过读取外部地址状态，便可以根据读取到的地址自动选择与该地址相对应的负载特性的输出电压。由于地址接口601各个地址线的电压是在变流柜中配置的，所以同一变流柜内的变流器完全相同，可以互换，便于现场维护。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

此外，所描述的特征、结构或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在下面的描述中，提供一些具体的细节，例如长度、宽度、形状等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现，或者也可采用其它方法、组件、材料等实现。在其它示例中，周知的结构、材料或操作并未详细示出或描述以免模糊本发明的各个方面。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种变流器，其特征在于，包括：

整流模块，用于将输入的第一交流电转换为第一直流电并输出；

逆变模块，其与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的第一直流电转换成第二交流电并输出；

电量检测电路，其与所述整流模块和逆变模块连接，用于分别检测所述整流模块和逆变模块的电量信息；

控制电路，其与所述整流模块、逆变模块和电量检测电路连接，用于根据接收到的整流模块的电量信息产生整流控制信号，以控制所述整流模块产生并输出需要的第一直流电，还用于根据逆变模块的电量信息产生逆变控制信号，以控制所述逆变模块产生需要的第二交流电。

2.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述整流模块包括：

第一整流电路，其用于将输入的第一交流电转换为第二直流电并输出；

切换电路，其用于根据所述控制信号将所述第二直流电通过第一输出端口或第二输出端口输出；

第二整流电路，其与所述切换电路的第二输出端口连接，用于根据所述第二直流电，将所述第一交流电转换为第一直流电；

支撑电容，其并联在所述第二整流电路的输出端，并与所述切换电路的第一输出端口连接，用于利用所述第二直流电进行预充电。

3.如权利要求2所述的变流器，其特征在于，所述整流模块还包括限流电路，其中，

所述限流电路用于对所述第一交流电进行降流，并将降流后的第一交流电输出给所述第一整流电路；或，

所述限流电路连接在所述第一整理电路和切换电路之间，用于对所述第二直流电进行降流，并将降流后的第二直流电传输给所述切换电路。

4.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述整流模块包括：

切换电路，其与所述控制电路连接，用于根据所述整流控制信号将所述第一交流电通过第一输出端口或第二输出端口输出；

第一整流电路，其与所述切换电路的第一输出端口连接，用于将所述第一交流电转换为第二直流电并输出；

第二整流电路，其与所述切换电路的第二输出端口连接，用于以所述第一交流电作为控制信号，将所述第一交流电转换为第一直流电并输出；

支撑电容，其并联在所述第二整流电路的输出端，并与所述第一整流电路连接，用于利用所述第二直流电进行充电。

5.如权利要求4所述的变流器，其特征在于，所述第二整流电路包括半控桥式整流电路，所述半控桥式整流电路包括多个晶闸管，其中，

各个晶闸管的阴极作为所述半控桥式整流电路的输出端正极，或，各个晶闸管的阳极作为所述半控桥式整流电路的输出端负极。

6.如权利要求1～5中任一项所述的变流器，其特征在于，所述电量检测电路包括电压检测电路，所述电压检测电路包括：

运算放大电路，其与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的电压进行放大并输出；

电压跟随电路，其与所述运算放大电路连接，用于对所述运算放大电路输出的电压进行阻抗匹配；

反向比例电路和采样电路，所述反向比例电路连接在所述电压跟随电路与采样电路之间，用于将所述电压跟随电路输出的电压转换为符合所述采样电路要求的电压后输出给所述采样电路，以由所述采用电路转换为数字电压信号。

7.如权利要求1～6中任一项所述的变流器，其特征在于，所述逆变模块包括：

逆变驱动电路，其与所述控制电路连接，用于对接收到的所述逆变控制信号进行处理，以提高所述逆变控制信号的驱动能力；

逆变电路，其与所述整流模块连接，用于根据所述逆变驱动电路输出的处理后的逆变控制信号，将所述第一直流电转换为第二交流电并输出。

8.如权利要求1～7中任一项所述的变流器，其特征在于，所述电量检测模块包括电流检测电路，所述电流检测电路与所述逆变电路连接，用于检测所述逆变电路输出端的电流，其中，

所述逆变驱动电路判断接收到的所述变流电路输出端的峰值电流是否超过预设峰值电流阈值，如果超过，则停止输出处理后的逆变控制信号，使得所述逆变电路停止进行逆变转换；如果没有超过，则将所述逆变电路输出端的电流传输给所述控制电路，并将处理后的逆变控制信号传输给所述逆变电路，以控制所述逆变电路将所述第一直流电转换为第二交流电并输出。

9.如权利要求1～8中任一项所述的变流器，其特征在于，所述变流器还包括：

数据通信电路，其与所述控制电路连接，用于接收外部控制指令，并将所述外部控制指令传输给所述控制电路，还用于接收所述控制电路产生的信息，并将所述信息输出给与所述变流器连接的外部装置；和/或，

地址配置接口，其与所述控制电路连接，用于与配置在变流柜相应位置的地址接口配合连接，进而将所述地址接口所反映的位置信息反馈给所述控制电路。

10.如权利要求9所述的变流器，其特征在于，所述数据通信电路包括以太网通信电路和/或至少两路RS485通信电路。