一种冗余式变频电路结构、冗余式变频器及冷却风机的制作方法

1.本实用新型涉及变频器技术领域，特别涉及一种冗余式变频电路结构、冗余式变频器及冷却风机。

背景技术：

2.牵引变压器作为高铁弓网系统电能传输的核心，主要用来把接触网上取得的25kv高压电压变换为供给牵引电机及其他电机、电器工作所适合的电压，因此牵引变压器是轨道交通车辆的核心、关键部件，由于轨道列车运行过程中的电流变化较大，导致牵引变压器工作中会产生大量的热量，如果不及时对牵引变压器进行散热和降温，可能会造成牵引变压器的损坏，严重时甚至引起轨道列车火灾，牵引变压器为动车组的关键部件，其散热性能及噪声影响列车的行车安全及舒适性。
3.现有对牵引变压器进行散热和降温的方式通常采用风冷降温，冷却风机是牵引变压器的风力驱动来源，冷却风机一般采用双速电机进行风机调速，通过接触器切换电机转速档位。当温度较高，冷却风机工作在高速档，当温度较低或列车低速运行、停车时冷却风机工作在低速档，由于档位的限制，冷却风机的工作强度通常不能与需要的冷却强度相匹配，当温度较高时，其档位设置通常高于所需要的冷却风力，冷却风机在工作时，会引入强烈的气动噪声，通过车底向车厢内传播，导致形成舒适度降低。所以，本技术人考虑引入变频器来解决以上问题，但是更进一步来说，普通的变频器在变频器失效后，风机将不能够工作，这将导致变压器过热的风险。
4.有鉴于此，本技术的发明人经过深入研究，得到一种冗余式变频电路结构、冗余式变频器及冷却风机。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种冗余式变频电路结构、冗余式变频器及冷却风机，其能够有效保证电力的持续供应。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种冗余式变频电路结构，包括主板电路和冗余切换电路，所述主板电路连接所述冗余切换电路，所述冗余切换电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路上设有第一切换开关，所述第二电路上设有第二切换开关。
8.在一个优选实施例中，还包括滤波电路，所述主板电路和所述冗余切换电路之间设有滤波电路。
9.在一个优选实施例中，所述第一切换开关和所述第二切换开关采用互锁设置。
10.一种冗余式变频器，包括两个上述的冗余式变频电路结构。
11.一种冷却风机，包括上述的冗余式变频器。
12.与现有技术相比，本实用新型的一种冗余式变频电路结构具有第一电路和第二电路，第二电路作为第一电路的备份，当变频器发生故障而无法工作时，切换至第二电路，直
接输入ac380 50hz电源，从而保证电力的持续供应，使得冷却风机能够持续运转，维持变压器的工作安全；本实用新型的一种变频器设置有上述的冗余式变频电路结构，能够避免其功能失效时所造成的风险；本实用新型的一种冷却风机设有上述的变频器，能够保持其具有持续的电力供应，从而保持其持续工作，同时，由于变频器的设置，还能够实现无极调速，从而能够使得风机的强度和实际所需要的强度相匹配，避免由于强度过高而造成的噪声过大的情况。
附图说明
13.图1是本实用新型涉及一种冗余式变频电路结构的结构示意图。
14.图2是本实用新型涉及一种冗余式变频器的电气结构示意图。
15.图3是本实用新型涉及一种冗余式变频器的控制框图。
16.图中
17.主板电路1；第一电路2；第一切换开关3；第二电路4；第二切换开关5；滤波电路6。
具体实施方式
18.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
19.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
20.实施例一：
21.如图1所示，一种冗余式变频电路结构，包括主板电路1和冗余切换电路，所述主板电路1连接所述冗余切换电路，所述冗余切换电路包括第一电路2和第二电路4，所述第一电路2上设有第一切换开关3，所述第二电路4上设有第二切换开关5。
22.本实施例的一种冗余式变频电路结构具有第一电路2和第二电路4，第二电路4作为第一电路2的备份，当变频器发生故障而无法工作时，切换至第二电路4，直接输入ac380 50hz电源，从而保证电力的持续供应，使得冷却风机能够持续运转，维持变压器的工作安全。
23.为了保证输出电源的质量，本实施例的一种冗余式变频电路结构还包括滤波电路6，所述主板电路1和所述冗余切换电路之间设有滤波电路6，将svpwm波滤成正弦波输出。输出电压谐波确保小于5%。
24.为了避免造成输出电压短路，所述第一切换开关3和所述第二切换开关5采用互锁设置，即第一切换开关3和第二切换开关5不会同时闭合。
25.实施例二：
26.如图2所示，一种冗余式变频器，包括两个上述的冗余式变频电路结构。本变频器能够实现冷却风机的变频控制，使得冷却风机能够实现无极调速，从而能够使得风机的强度和实际所需要的强度相匹配，避免由于强度过高而造成的噪声过大的情况，同时，由于其电路的冗余设计，使得在其失效时，然后能够实现对冷却风机的供电。
27.在实际应用中，变频器将380v/50hz的定频交流电变换成频率、电压均可调的三相交流电，向冷却风机供电，变频器得到380v/50hz定频交流电后，经过滤波电路6防止电磁噪
声干扰，通过电阻对母线电容板进行预充电，控制单元采用电压外环电流内环控制给出pwm脉冲，通过变频器控制板驱动电路，控制三相可控整流桥工作在同步整流状态，保证功率因数约为1，前级同步整流控制母线电压为dc650v，后级三相逆变电路也由变频器控制板驱动电路控制，将母线电压转换为频率、电压均可调的三相交流电，向冷却风机供电。
28.本变频器在一个变频电路结构失效时，可采用多种冗余方式进行切换，除直接硬线切换外，还可有其他方式，一个变频电路结构失效，可由另一变频电路结构通过输出切换开关实现一台带两台风机电机工作，保证风机正常运行；一个变频电路结构失效，为降低变频器的负载压力，在风机低转速工作时，采用另一变频电路结构带两台风机电机工作，当风机需要高速运行时，采用正常的变频电路结构驱动一台风机电机，另一路故障的变频电路结构则切换到电源硬线直连的状态，由工频380v直接供电驱动风机电机。
29.变频器有必要的保护及报警功能。如过压保护、欠压保护、过流保护、和故障报警等。
30.如图3所示，变频器可以实现风机的变频控制，根据外部温度和列车车速动态调节风机转速，并能采集压力、热敏、油流、油位和感温信号，以以太网网络的方式传递给车辆控制端。
31.扩展板和两个变频器控制板之间采用rs485通信，该扩展板还能采集多路干接点信号，并将采集到的信号通过以两路太网传送到车辆网络。扩展板的采集信号包括：pt100模拟量输入、压力释放阀信号、热敏继电器信号、油流继电器信号、油位继电器。
32.根据牵引变压器智能柜的功能特点，其故障保护分为无限自恢复的故障和有限自恢复的故障，大部分故障可以自动恢复，不要求采取任何措施，故障有一个重复限制，这样不会连续自恢复，如果在一定时间内发生多次或持续存在同类故障，变频器被锁死，发出硬线故障信号，需要断电才能复位，断电复位可通过断开车上牵引变压器智能柜控制电源空开，再闭合进行复位，故障信息可以通过以太网传输到车辆网络。
33.智能变频器发生故障时可自动记录故障前和故障后关键时间段的详细故障数据，保护故障类型和发生故障时高频采集的模拟电压电流数据，以便故障分析。
34.控制电冗余，扩展板为通讯控制的核心，为保证扩展板的控制电源稳定可靠，采用双电源输入，扩展板内部加入输入电源二极管，保证电源不短路，一路控制电源失效情况下，另一路控制电也可保证扩展板供电。
35.需要说明的，本变频器并不限于一体的设置，其也可以按照其电路设置，设置为两个分体的形式，每个分体中包含一个冗余式变频电路结构。
36.实施例三：
37.一种冷却风机，包括上述的冗余式变频器。
38.上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本实用新型，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种冗余式变频电路结构，其特征在于，包括主板电路和冗余切换电路，所述主板电路连接所述冗余切换电路，所述冗余切换电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路上设有第一切换开关，所述第二电路上设有第二切换开关。2.根据权利要求1所述一种冗余式变频电路结构，其特征在于，还包括滤波电路，所述主板电路和所述冗余切换电路之间设有滤波电路。3.根据权利要求1所述一种冗余式变频电路结构，其特征在于，所述第一切换开关和所述第二切换开关采用互锁设置。4.一种冗余式变频器，其特征在于，包括两个权利要求1至3中任一项所述的冗余式变频电路结构。5.一种冷却风机，其特征在于，包括权利要求4所述的冗余式变频器。

技术总结

本实用新型公开了一种冗余式变频电路结构、变频器及冷却风机，包括主板电路和冗余切换电路，所述主板电路连接所述冗余切换电路，所述冗余切换电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路上设有第一切换开关，所述第二电路上设有第二切换开关。与现有技术相比，本实用新型能够有效保证电力的持续供应。本实用新型还公开了一种冗余式变频器和一种冷却风机。还公开了一种冗余式变频器和一种冷却风机。还公开了一种冗余式变频器和一种冷却风机。