帶有控制單元的電力電子變壓器及軌道車輛電力系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型實施例涉及電力電子控制技術領域，尤其涉及一種帶有控制單元的電力電子變壓器及軌道車輛電力系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在車輛電力系統(tǒng)中，鐵路供電電網(wǎng)側提供的電壓約為25千伏特(V011，簡稱V)，機車使用的電壓約為800V-3000V，因此，在向機車供電前，需要通過變壓器對電網(wǎng)側的電壓進行變壓。
[0003]目前，在車輛電力系統(tǒng)中使用的變壓器可以為電力電子變壓器，電力電子變壓器通常由輸入電感和多個功率單元構成，各功率單元中包括多個電力電子器件，通過控制裝置對電力電子變壓器的總體邏輯、各功率單元內部邏輯以及各電力電子器件進行控制，實現(xiàn)電力電子變壓器的變壓功能;在現(xiàn)有技術中，通常采用一個控制裝置對電力電子變壓器的總體邏輯、各功率單元內部邏輯以及各電力電子器件進行控制，該一個控制裝置中集成了對電力電子變壓器進行控制的所有功能。
[0004]然而，由于電力電子變壓器中的電力電子器件較多、電力電子變壓器的總體邏輯和各功率單元內部邏輯較為復雜，使得在控制裝置中集成的對電力電子變壓器的控制功能較多，且控制裝置的結構復雜，進而導致對控制裝置的后期維護帶來困難。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型實施例提供一種帶有控制單元的電力電子變壓器及軌道車輛電力系統(tǒng)，簡化控制單元的結構，便于對帶有控制單元的電力電子變壓器的維護。
[0006]第一方面，本實用新型實施例提供一種帶有控制單元的電力電子變壓器，包括:控制單元和電力電子變壓器；
[0007]所述控制單元包括:主控制器和N個分控制器；
[0008]所述電力電子變壓器包括:輸入電感和N個功率單兀；
[0009]所述功率單元包括:相互連接的H橋變換器和直流-直流DC/DC變換器，其中，所述DC/DC變換器包括:依次連接的第一 DC變換器、高頻變壓器以及第二 DC變換器，所述H橋變換器的輸入端與所述輸入電感的輸出端相連，所述輸入電感的輸入端與電力電子變壓器的輸入端連接；
[00? O]所述主控制器與電力電子變壓器的輸入端、電力電子變壓器的輸出端連接；
[0011]所述主控制器與各分控制器連接，各分控制器分別與對應的功率單元中的H橋變換器的控制端連接，并且各分控制器分別與對應的功率單元中的DC/DC變換器的控制端、所述DC/DC變換器中的第一 DC變換器的輸入端、所述第一 DC變換器的輸出端、以及所述DC/DC變換器中的第二 DC變換器的輸出端連接；
[0012]所述主控制器用于，采集所述電力電子變壓器的輸入端的第一電壓信號和第一電流信號，并且采集所述電力電子變壓器的輸出端的第二電壓信號和第二電流信號，根據(jù)所述第一電壓信號、第一電流信號、第二電壓信號以及所述第二電流信號生成各功率單元的H橋變換器的電壓平衡調制信號，并將所述電壓平衡調制信號發(fā)送給對應分控制器，以使所述分控制器根據(jù)所述電壓平衡調制信號生成H橋驅動信號；
[0013]所述分控制器用于，根據(jù)所述主控制器發(fā)送的電壓平衡調制信號生成H橋驅動信號，并將所述H橋驅動信號發(fā)送給H橋變換器的控制端;采集所述DC/DC變換器中所述第一 DC變換器的輸入端的第三電壓信號、以及所述第一DC變換器的輸出端的第三電流信號，并且采集所述DC/DC變換器中第二DC變換器的輸出端的第四電流信號，根據(jù)第三電壓信號、第三電流信號以及第四電流信號生成DC/DC變換器驅動信號，并將所述DC/DC變換器驅動信號發(fā)送給DC/DC變換器的控制端。
[0014]如上所述的帶有控制單元的電力電子變壓器，所述主控制器包括:
[0015]主信號采集模塊、主CPU、N個主通信接口；
[0016]所述主信號采集模塊與所述電力電子變壓器的輸入端、電力電子變壓器的輸出端以及所述主CPU連接，用于采集所述第一電壓信號、所述第一電流信號、所述第二電壓信號以及所述第二電流信號，并將所述第一電壓信號、所述第一電流信號、所述第二電壓信號以及所述第二電流信號發(fā)送至所述主CPU;
[0017]所述主CPU通過所述主通信接口與所述分控制器連接，用于根據(jù)所述第一電壓信號、第一電流信號、第二電壓信號以及所述第二電流信號生成各功率單元的H橋變換器的電壓平衡調制信號，并將所述電壓平衡調制信號對應發(fā)送給所述分控制器。
[0018]如上所述的帶有控制單元的電力電子變壓器，所述主控制器，還包括:
[0019]主電源模塊，所述主電源模塊與所述CPU、主信號采集模塊、主通信接口連接以進行供電。
[0020]如上所述的帶有控制單元的電力電子變壓器，所述分控制器，包括:
[0021]分信號采集模塊、分CPU、至少三個分通信接口；
[0022]所述分信號采集模塊與DC/DC變換器中的第一DC變換器的輸入端、所述第一 DC變換器的輸出端、DC/DC變換器中的第二 DC變換器的輸出端、以及所述分CPU連接，用于采集所述第三電壓信號、所述第三電流信號以及所述第四電流信號，并將所述第三電壓信號、所述第三電流信號以及所述第四電流信號發(fā)送至所述分CPU;
[0023]所述分CPU用于，根據(jù)所述第三電壓信號、所述第三電流信號以及所述第四電流信號生成DC/DC變換器驅動信號；
[0024]所述分CPU通過所述分通信接口與所述主控制器相連，用于獲取主控制器發(fā)送的電壓平衡調制信號，并據(jù)所述電壓平衡調制信號生成H橋驅動信號；
[0025]所述分CPU還通過所述分通信接口與所述DC/DC變換器的控制端以及H橋變換器的控制端連接，用于通過所述分通信接口向所述DC/DC變換器的控制端發(fā)送DC/DC變換器驅動信號，通過所述分通信接口向所述H橋變換器的控制端發(fā)送H橋驅動信號。
[0026]如上所述的帶有控制單元的電力電子變壓器，所述分控制器，還包括:
[0027]分電源模塊，所述分電源模塊與所述分CPU、分信號采集模塊、分通信接口連接以進行供電。
[0028]如上所述的帶有控制單元的電力電子變壓器，各分控制器分別設置于對應的功率單元中的DC/DC變換器中的低壓模塊上。
[0029]第二方面，本實用新型實施例提供一種軌道車輛電力系統(tǒng)，包括:上述第一方面任一項所述的帶有控制單元的電力電子變壓器以及與所述電力電子變壓器的輸出端連接的牽引逆變器。
[0030]本實用新型實施例提供的帶有控制單元的電力電子變壓器及軌道車輛電力系統(tǒng)，帶有控制單元的電力電子變壓器包括電力電子變壓器以及控制單元，控制單元包括主控制器和多個分控制器，由主控制器和多個分控制器共同實現(xiàn)對電力電子變壓器的控制，主控制器和各分控制器分別對電力電子變壓器中的不同模塊進行控制，使得主控制器和各分控制器中集成的控制功能較少，進而主控制器以及各分控制器的結構簡單，易于對帶有控制單元的電力電子變壓器的維護。
【附圖說明】
[0031]為