[发明专利]一种变流器及其安全保护方法和硬撬棒电路

说明书

本申请公开了一种变流器及其安全保护方法和硬撬棒电路，该方法应用于变流器的控制单元；变流器的正直流母线与负直流母线之间连接有硬撬棒电路；硬撬棒电路包括串联的扼流线圈和N个撬棒单元，并与变流器中的中间回流支撑电容构成能量吸收回路；各撬棒单元均包括控制端与控制单元连接的可控开关器件；安全保护方法包括：接收针对于变流器的状态检测信号；根据状态检测信号判断变流器是否发生IGBT单管失效故障或者桥臂贯通故障；若是，则向硬撬棒电路中各可控开关器件发送启动信号，以便基于能量吸收回路对变流器进行安全保护；若否，则维持各可控开关器件的关断状态。本申请可及时对变流器进行安全保护，避免故障进一步恶化和波及其他元件。

技术领域

本申请涉及电力传动技术领域，特别涉及一种变流器及其安全保护方法和硬撬棒电路。

背景技术

现代轨道机车车辆的牵引变流器一般基于IGBT功率集成模块作为其实现电能变换的核心部件，包括整流器和逆变器中的核心部件。

就应用情况来看，IGBT功率集成模块在带来简统化、集成化等方面便利的同时，也暴露出一些问题，如，IGBT在使用过程中常会出现单管失效短路，引起IGBT桥臂贯通，进而导致IGBT元件炸裂，爆炸释放的冲击能量严重时会造成变流器柜门变形，造成较大的经济损失和比较恶劣的影响，影响车辆的正常运行。

对此，现有技术中仅大多利用安全防爆装置为模块爆炸后的气流提供排泄路径，属于故障后采取的应对措施，并不能提升模块本身的安全性能，也不能降低模块的爆炸率，降低不了模块爆炸造成的器件损失；且模块爆炸的位置不固定，因而导致安全防爆装置不能精确的定位，影响实际的使用效果。本发明通过撬棒模块直接对功率模块故障时刻的处理，来降低故障时的危害。

鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种变流器及其安全保护方法和硬撬棒电路，以便及时在变流器的功率模块初始发生故障时进行安全保护，避免故障的进一步恶化，防止波及其他元器件和爆炸发生，有效降低故障时的危害。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种变流器的安全保护方法，应用于变流器的控制单元；所述变流器的正直流母线与负直流母线之间连接有硬撬棒电路；所述硬撬棒电路包括串联的扼流线圈和N个撬棒单元，并与所述变流器中的中间回流支撑电容构成能量吸收回路；各所述撬棒单元均包括控制端与所述控制单元连接的可控开关器件；所述安全保护方法包括：

接收针对于所述变流器的状态检测信号；

根据所述状态检测信号判断所述变流器是否发生IGBT单管失效故障或者桥臂贯通故障；

若是，则向所述硬撬棒电路中各所述可控开关器件发送启动信号，以便基于所述能量吸收回路对所述变流器进行安全保护；

若否，则维持各所述可控开关器件的关断状态。

可选地，所述接收针对于所述变流器的状态检测信号，包括：

接收针对于所述变流器中整流器和逆变器和辅助逆变器的IGBT状态检测信号和电流检测信号和电压检测信号。

可选地，根据所述状态检测信号判断所述变流器是否发生IGBT单管失效故障，包括：

若同时接收到反映IGBT故障的IGBT状态检测信号和反映整流器输入过流的电流检测信号，

或者，若同时接收到反映IGBT故障的IGBT状态检测信号和反映逆变器输出过流的电流检测信号，

或者，若同时接收到反映IGBT故障的IGBT状态检测信号和反映辅助逆变器输出过流的电流检测信号，

则判定所述变流器发生IGBT单管失效故障。