[发明专利]电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑和控制方法

权利要求书

1.电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑，其特征在于，包括DC400-600V输入电源(1)，DC400-600V输入电源(1)与并联半桥逆变组(2)连接、所述并联半桥逆变组(2)包括并联的四个半桥逆变电路，每个所述半桥逆变电路均连接一个隔离变压器，每个所述隔离变压器均连接一个不控整流电路，四个所述不控整流电路串联组成串联不控整流组(4)，所述串联不控整流组(4)的输出正极依次与L1电感的一端、C9电容的一端和串联不控整流组(4)的输出负极连接，所述C9电容的一端与C9电容的另一端之间并联有三相全桥逆变电路(5)，所述C9电容的一端与C9电容的另一端之间还并联有单相全桥逆变电路(6)。

2.如权利要求1所述的电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑，其特征在于，每个所述半桥逆变电路包括C1电容，所述C1电容的一端连接S1功率开关管的源极，所述C1电容的另一端与C2电容的一端，所述C2电容的另一端依次连接S2功率开关管的漏极和S1功率开关管的漏极，所述C1电容的另一端与S1功率开关管的另一端之间与隔离变压器的一次侧连接；

每个所述不控整流电路包括D1二极管，所述D1二极管的负极依次连接D2二极管的负极、D4二极管的负极和D3二极管的正极和D1二极管的正极，所述隔离变压器的二次侧连接在D1二极管的正极和D4二极管的负极之间；

每个所述不控整流电路中D3二极管的正极与相邻不控整流电路中的D1二极管的负极实现串联，其中第一个不控整流电路的D1二极管的负极为串联不控整流组(4)的输出正极，其中第四个D3二极管的正极为串联不控整流组(4)的输出负极。

3.如权利要求1所述的电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑，其特征在于，所述三相全桥逆变电路(5)包括Ga1功率开关管，所述Ga1功率开关管的源极与C9电容的一端连接，所述Ga1功率开关管的漏极依次连接Ga4功率开关管的源极、C9电容的另一端，所述Ga1功率开关管的源极依次连接Ga2功率开关管的源极、Ga5功率开关管源极和Ga4功率开关管的漏极，所述Ga1功率开关管的源极还依次连接Ga3功率开关管的源极、Ga6功率开关管的源极和Ga4功率开关管的漏极，所述Ga1功率开关管的漏极依次与La1滤波电感的一端、Ca1电容的一端连接，所述Ga2功率开关管的漏极依次与La2滤波电感的一端、Ca2电容的一端连接，所述Ga3功率开关管的漏极依次与La3滤波电感的一端、Ca3电容的一端连接，所述Ca1电容的另一端分别与Ca2电容的另一端连接和Ca3电容的另一端连接，所述La1滤波电感的另一端、La2滤波电感的另一端和La3滤波电感的另一端为三相全桥逆变电路(5)的三相输出端。

4.如权利要求1所述的电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑，其特征在于，所述单相全桥逆变电路(6)包括Gb1功率开关管、所述Gb1功率开关管的源极与C9电容的一端连接，所述Gb1功率开关管漏极依次连接有Gb3功率开关管的源极、C9电容的另一端，所述Gb1功率开关管的源极还依次连接Gb2功率开关管的源极和Gb4功率开关管的源极和Gb3功率开关管的漏极，所述Gb1功率开关管的源极还与Cb1滤波电容的一端连接，所述Cb1滤波电容的另一端和Gb4功率开关管的源极为单相全桥逆变电路(6)的输出端。

5.电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑的控制方法，其特征在于，对所述权利要求1～4任一的电力轨道机车车辆用空调逆变器拓扑进行控制，包括以下步骤：

步骤1，DC400-600V输入电源(1)将直流电压输入到并联半桥逆变组(2)，采用PID控制并联半桥逆变组(2)的功率开关管的占空比在，10％-45％的范围内，经隔离变压器进行电气隔离然后再经过串联不控整流组(4)进行AC-DC的变换，最终使得串联不控整流组(4)输出电压稳定在DC600V输出；

步骤2，利用SVPWM控制算法将DC600V直流电经过三相全桥逆变电路5逆变为三相AC380V交流电输出；

步骤3，单相全桥逆变(6)通过SPWM调制算法输出AC220V交流电。