MEE逆变器充电机简介学习课程

1、 三相逆变器工作原理三相逆变器工作原理(1)(1)三个相差三个相差120120度的单相逆变器组成一个三相逆变器度的单相逆变器组成一个三相逆变器 第1页/共66页第一页，编辑于星期六：七点 三十三分。4-4 4-4 三相逆变器工作原理三相逆变器工作原理(1)(1) 三个相差三个相差120120度的单相逆变器组成一个三相逆变器度的单相逆变器组成一个三相逆变器 A A相相：T1T1、T4T4、T1T1、T4T4 B B相相：T3T3、T6T6、T3T3、T6T6 C C相：相：T5T5、T2T2、T5T5、T2T22dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2Taibicia ab bc

2、 cPQ0 0电压型三相桥式逆变电路第2页/共66页第二页，编辑于星期六：七点 三十三分。（2 2）三相桥式逆变器123612561456345234123180 开开关关导导电电顺顺序序为为：上上、下下开开关关互互补补导导电电，时时导导电电。任任何何时时候候有有三三个个开开关关同同，每每个个开开关关导导电电第3页/共66页第三页，编辑于星期六：七点 三十三分。2dV2dV1T1D3D3T5T5D4D4T6T6D2D2Taibicia ab bc cP PQ Q0 0电路电路aibiciabibcicaia ab bc cca aaibiciabibcicai三角形负载三角形负载aibicia

3、bibcicaia ab bc cca aaibiciabibcicai三角形负载三角形负载逆变器接不同负载第4页/共66页第四页，编辑于星期六：七点 三十三分。辅助电源系统简介 本电源变换器专为铁路客车设计， 每节车厢配有一套电源变换器，分为逆变器箱和充电机箱。电源变换器为模块化设计，包括两台35KVA CVCF三相逆变器，一台8KW充电机和一台3.5KVA单相逆变器。 两台35KVA三相逆变器空调等三相电器设备提供电源，逆变器通过软启动方式来限制电机的启动电流。两台逆变器互为备用，当一台发生故障时，另一台将通过输出互联接触器为车上部分重要负载供电。另外，逆变器的输出还经过一个15KVA（餐

4、车为25KVA）的变压器为需要电气隔离的用电设备供电，同时也可为单相负载供电。 充电机为应急蓄电池充电，同时也为车上照明、控制柜、塞拉门、集便器等直流用电设备提供电源。 单相逆变器为紧急通风设备、影视系统、便利插座等提供电源。第5页/共66页第五页，编辑于星期六：七点 三十三分。 车下设备箱 车下设备箱正面有门并由门锁锁紧，逆变器和充电机模块由车下设备箱的正面（车厢的侧面）沿箱体内的滑槽推进箱体，模块的后部和箱体的后部通过橡胶条进行密封。 两台35KVA CVCF三相逆变器和15KVA隔离变压器安装在逆变器箱中， 1、逆变器箱体第6页/共66页第六页，编辑于星期六：七点 三十三分。逆变器箱体图

5、端子排逆变器1 逆变器2隔离变压器第7页/共66页第七页，编辑于星期六：七点 三十三分。 一台8KW充电机和一台3.5KVA单相逆变器安装在充电机箱内，吊挂在车体下。端子排充电机单相逆变器 充电机箱体车下设备箱的两端有接线端子，输入输出电缆通过箱体侧面的进线管连接在端子排上。箱体的两个侧面分别有维修门板可以打开。车下设备箱门板的背面贴有简要的原理图，箱体两侧维修门板的背面贴有端子排的布置图。第8页/共66页第八页，编辑于星期六：七点 三十三分。逆变器简介第9页/共66页第九页，编辑于星期六：七点 三十三分。第10页/共66页第十页，编辑于星期六：七点 三十三分。第11页/共66页第十一页，编辑

6、于星期六：七点 三十三分。第12页/共66页第十二页，编辑于星期六：七点 三十三分。第13页/共66页第十三页，编辑于星期六：七点 三十三分。第14页/共66页第十四页，编辑于星期六：七点 三十三分。逆变器主电路 第15页/共66页第十五页，编辑于星期六：七点 三十三分。第16页/共66页第十六页，编辑于星期六：七点 三十三分。 工作原理原理简介 逆变器工作在正常状态时，当600V有正常电压输入时，进入待机状态，此时预充电和风扇接触器是吸合的的；当输入电压高于500V时，大约5S后，逆变器主接触器吸合，同时输出接触器也吸合。如果输入电压在500V540V之间则逆变器降频降压运行，在540V70

7、0V之间则恒频恒压输出；过分相时，无DC600V输入，逆变器停止输出，断开主接触器，当DC600V输入恢复，则重复预充电过程，并自动软启动，两次启动输出延时的间隔时间为55s60s,逆变器1、2相互备，当某一台逆变器发生故障造成停止输出时，其故障信号传给另一台逆变器，无故障逆变器收到这个故障信号后，停止输出，发出减载信号211，同时吸合互联接触器，延时30秒后重新启动。第17页/共66页第十七页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.1主要技术参数 尺寸： 596x 626 x 433 (宽 x 深 x 高 mm)包括散热器 重量： 105 kg 环境温度： 工作温度：-40Vamb45 海拔：

8、2500 m地平面以上 湿度： 95%（箱体外部，根据EN50155） 噪音： 90 % MTBF： 60,000 h EMI：所有对外接口处符合ENV 50121-3-2要求 寿命：20年第18页/共66页第十八页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.1.1 输入输出参数 额定输入电压： 600 V DC 输入电压范围：500 V 700 V DC 恒定 内部预充电：有 内部DC干线熔断器：有，保护值为160A 控制电源： 蓄电池供电，电压范围：77V137.5V 额定输出电压： VDCRated 540 V时，3 x 380 V AC (+/- 5 %, 稳定状态) VDCRated 500

9、V 及540V时，按照特定的V/F曲线降频降压输出。 额定输出频率： 50 Hz (+/-0.5 %) 输出电压纹波： 20 V (峰峰值) THD： 10 % 输出正弦波滤波器： 有，在电阻性负载、额定功率时du / dt 100 V / s 额定输出功率： 35 kVA第19页/共66页第十九页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.2设备保护 设备有以下保护功能： 输入过压保护 输入欠压保护 输出过流保护 功率元件过流保护 散热片过热保护 短路保护 断路保护 控制电源故障保护第20页/共66页第二十页，编辑于星期六：七点 三十三分。 2.3逆变器主要功能介绍 逆变器主要有电源板，主控制板，接

10、口板，驱动板，支撑电容板，采样板，前级电压采样板滤波板等组成，其中电源板，主控制板，接口板在面板上如下图，采样板，滤波板在底板上，支撑电容板与驱动板在散热器上。第21页/共66页第二十一页，编辑于星期六：七点 三十三分。 逆变器外部接口图 第22页/共66页第二十二页，编辑于星期六：七点 三十三分。 电源板：为整个逆变电源工作提供5V，+12V，-12V，15V控制电源。 主控制板：DSP控制为逆变器的工作提供各种命令，实现各种功能，是逆变器的核心。 接口板： 主控制板功能的扩展，采用单片机控制。 采样板：实现输入输出的电压电流的采样，为逆变器提供各种保护。 支撑电容板：实现预充电和放电。 驱

11、动板；IGBT工作提供驱动信号。 滤波板：滤波板与电感实现三相输出的滤波。 前级电压检测板: 检测直流600V,过压,欠压等保护。第23页/共66页第二十三页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.3.1使用直流电压范围输入电压范围主要功能500V欠压保护500V540V降频降压540V700V恒频恒压700V过压保护第24页/共66页第二十四页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.3.2逆变器互联 2个35kVA 逆变器之间存在一定的逻辑联锁关系。 当一个逆变器发生故障时，另外一个逆变器将取代该故障逆变器，为车辆上的部分重要负载供电。具体控制逻辑如下： 逆变器1故障后，故障逆变器1将显示“故障”,

12、该故障信息将同时送给另一个逆变器2和车辆控制器； 逆变器2接收到逆变器1故障信号，后先停止工作，3立刻向车辆控制器发出一个“减载信号”. 逆变器2发出闭合互联接触器KM5指令； 逆变器2重新启动，为车辆部分负载供电。第25页/共66页第二十五页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.33 过分相功能 当餐车逆变器设备,断开600VDC电源,当逆变器停止工作后,重新送600VDC电源,此刻开始计时,大约30秒后,逆变器重新工作. 其他车辆的过分相时间大约在55s60s.第26页/共66页第二十六页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.32.34 4主控板数码管显示含义 LED发光二极管显示说明：LED

13、 LED No.No.颜色颜色含义含义1绿色主控制板正常工作显示灯，正常时灯亮，不正常灯灭2绿色故障：故障已经产生。3绿色主接触器KM1正常工作显示灯4绿色预充电接触器正常工作显示灯。第27页/共66页第二十七页，编辑于星期六：七点 三十三分。主控制板 主控板应用号 在逆变器主控板上有一个8位的拨码开关，用作逆变器的应用号设置。在逆变器启动过程中，数码管会显示应用号。逆变器的应用号设置为01和00，转换成十六进制后为0000 0001和0000 0000，该8位二进制数对应8位拨码开关，“1”表示要把相应位拨到“ON”的位置。 由于系统是依靠应用号来区分双逆变器模块的，因此逆变器1应用号定为“

14、00”(0000 0000)，逆变器2应用号定为“01”(0000 0001)。第28页/共66页第二十八页，编辑于星期六：七点 三十三分。87654321工况设备细分设备类别11单板调试0011邮政车11CHA10多板联调0010行李车10XNB01整机调试0001餐 车01逆变器200整机正常0000普通车00逆变器1主控制板拨码开关第29页/共66页第二十九页，编辑于星期六：七点 三十三分。13 三位数码管（从左到右为G2,G1,G0）用于显示设备的状态。每两秒一小周期，显示消息代码和对用消息；每若干时间一个大周期，循环显示。工作状态显示代码整机正常/整机调试正常态_0、_1、_3、_6

15、、_10、_14、_15、_20、_24共九种代码整机正常/整机调试故障态_0、_1、_3、_4、_5、_6、_15、_24、_25共九种代码多板联调_0、_1、_3、_6、_11、_12、_13、_14、_15、_21、_22、_23、_24、_25共十四种代码单板调试_0、_1、_3、_6、11、_12、_13、_14、_15、_24、共十种代码第30页/共66页第三十页，编辑于星期六：七点 三十三分。消息代码定义如下： _-0: 系统进程。主要看G1,G0起辅助作用。G1含义如下： 0-2：永久故障，0-连续三次故障，1-连续3min 中不正常，2-电压不平衡； 3-7：临时故障，3-电

16、压超高，4-传感器故障，5-KM失控。5-IGBT故障/电流异常，6-通讯故障，6低频故障（过稳或过载），7-加载重启，7-电压偏高，8-电压偏低，9-工作正常。_-1: 系统状态；按位定义，1表示正常，0表示异常 bit7:与上位机通讯 bit6-5：DC600V状态（3/正常，2/欠压，1/过压，0/危险过压） bit4： 欠压（过温/过载） bit3：与CMXX04采样板通讯；bit2：与CJ3U09接口板通讯 bit1：KM失控；bit0：Udc不平衡； _-3:拨码开关状态；见上 _-4:主板输入信号，按位定义如下：放电状态信号（1=放电，0=禁止放电）：bit7;ORP;bit6:

17、ORN 驱动板故障信号（0=故障）：bit5：info2； bit4： info1电流保护信号（0=故障） ：bit3：I4h；bit2：I3h; bit1:I2h;bit0:I1h第31页/共66页第三十一页，编辑于星期六：七点 三十三分。 _5:主控板输出信号，按位定义如下： bit7：DOM， bit5：RESET， bit4：CLOSE bit3：KM2/DO3，bit2：KM1/DO2，bit1：ERRO/DO1，bit0：OK/DO0; _6: 交流频率； _10：交流电流平均值（U相V相W相）/3 _11: 交流U相电流； _12: 交流V相电流； _13: 交流W相电流； _-

18、14: 直流电流； _-15: 散热器温度均值，超温显示99；上管传感器有问题，G2显示上横线； 下管传感器有问题，G2显示下横线。 _-20: 交流电压均值=(U+V+W)/3 _-21: 交流u相电压 _22: 交流v相电压 _-23: 交流w相电压 _-24: 直流电压 _-25: 采样板之状态位第32页/共66页第三十二页，编辑于星期六：七点 三十三分。2.4 常见故障分析与处理 当逆变器不能正常工作时，首先检查进线接线是否正确，然后送控制电，观察面板上面数码管的显示代码，对照故障代码含义列表，确定故障情况和来源，然后作出相应的维修处理。送控制电显示正常，再送主电路DC600V，观察面

19、板上面数码管的显示代码，对照故障代码含义列表，确定故障情况和来源，然后作出相应的维修处理。注意：在维修时应放电5分钟，才可以操作！第33页/共66页第三十三页，编辑于星期六：七点 三十三分。故障名称显示代码（主控板）故障处理接触器失控故障0：54571：FD1.检查控制线接线有无错误。2.检查热继电器按扭有无按下3.检查主控板损坏，更换主控制板。4.更换模块采样板故障10、14、20、24显示是否正确1.检查采样板灯显示是否正确，采样板灯从左到右为绿到红1、通讯，2、交流，3、直流，4、电压不平衡，正常显示为：未送600V时最左两个绿灯一直闪，送600V后三个绿灯一直闪。红灯亮时电压不平衡。如

20、不符合以上特征，请更换采样板。2.更换模块电压不平衡故障0：2d1:FE4:7F或BF1.检查采样板红灯有无亮。2.更换支撑电容板。3.更换模块第34页/共66页第三十四页，编辑于星期六：七点 三十三分。驱动板故障4：2F与1F1、 2F为上驱动板故障2、 1F为下驱动板故障3、 更换驱动板4、 更换模块通讯故障1：7F或5F1.检查主控制板拨码开关是否正确2.检查通讯线连接是否正确3.检查通讯走线是否有干扰源4.检查逆变器至主控板是否采用备用线了。5.更换主控制板。6.更换模块IGBT故障0：5E4；2F或1F1.检查IGBT有无击穿现象2.检查IGBT值各极之间值是否准确3.更换模块第35

21、页/共66页第三十五页，编辑于星期六：七点 三十三分。逆变器互备第36页/共66页第三十六页，编辑于星期六：七点 三十三分。 8KW充电机简介 第37页/共66页第三十七页，编辑于星期六：七点 三十三分。 本品用于铁路车辆蓄电池充电和列车110V负载使用，容量为8KW。产品采用单片机控制，高频化、软开关技术、模块化设计，结构紧凑、运行稳定、性能可靠。第38页/共66页第三十八页，编辑于星期六：七点 三十三分。充电机主电路 第39页/共66页第三十九页，编辑于星期六：七点 三十三分。原理简介 600V经过一个50A的熔断器F01接到主接触器KM01，经线606接到前级板P1，600V-经过电感L

22、01、线605接到前级板P2，KM01、预充电电阻R01、电解电容C05、C06构成预充电回路，无感电容C01/2、C03/4构成EMI滤波。第40页/共66页第四十页，编辑于星期六：七点 三十三分。原理简介DC600V经过前级板调压输出DC500V，经中间逆变、高频变压器、全波整流、输出滤波（输出板CMXX01板上）输出直流110V，输出分三路，L+（充电机负载）、D+（蓄电池负载）、110VDC（110V母线）。第41页/共66页第四十一页，编辑于星期六：七点 三十三分。检测功能 环境温度检测； 散热器温度检测； 蓄电池温度检测； 输入电压检测； 输入电流检测； 输出电压检测； 电池电流检

23、测； 总 电流检测；第42页/共66页第四十二页，编辑于星期六：七点 三十三分。保护功能 输入过压或欠压保护； 输入过流或短路保护； IGBT故障保护； 负载过流或短路保护； 电池充电电流/温度曲线控制； 输出电压控制； 电池欠压保护。第43页/共66页第四十三页，编辑于星期六：七点 三十三分。电气指标 主回路： 额定电压：DC600V 电压范围：DC500VDC660V，相对峰峰纹波因数15%,瞬态过电压720V允许持续不小于2S，1200V允许持续不小于200us。 控制回路： 额定电压：DC110V 电压范围：DC77VDC137V，相对峰峰纹波因数10%第44页/共66页第四十四页，编

24、辑于星期六：七点 三十三分。电气指标 输出电压： DC120V1V，电压在DC102VDC123V（随温度补偿可调）。输出电压相对峰峰纹波因数小于10（与蓄电池并联），输出电压稳态调整率不大于1。 充电器变换效率大于90（额定输出负载）。 充电器输入、输出电路隔离。 充电器充电方式：带温度补偿的限流恒压，限制充电电流251A。 主要功率器件散热器的表面温升小于40K。 平均无故障小时大于60000h。第45页/共66页第四十五页，编辑于星期六：七点 三十三分。电气接口 第46页/共66页第四十六页，编辑于星期六：七点 三十三分。人机界面 主控制板CC3U08.PCB上拨码开关 拨码开关仅用最左

25、边一位。拨上时（ON位）为调试状态，不检查各电压状态，在无其它故障的情况下，各种信号均可正常产生（注意此时不得在进线加上电源）；拨下时为正常状态，各种控制和保护均起作用。（非厂方维修人员勿用！） 第47页/共66页第四十七页，编辑于星期六：七点 三十三分。人机界面 发光管 第48页/共66页第四十八页，编辑于星期六：七点 三十三分。人机界面数码管 第49页/共66页第四十九页，编辑于星期六：七点 三十三分。前后级驱动板CDXX05.PCB上拨码开关 拨码开关只用最左边二位。 首位（K1）用以区分前后级板。拨上时（ON位）为前级板；否则为后级板。每套产品中前后级各一。 第二位（K2）为显示控制位

26、，正常无区别，故障时拨上（ON位）可显示完整的状态。第50页/共66页第五十页，编辑于星期六：七点 三十三分。工作过程 正常工作时，确保主控板拨码开关全部拨下状态，前后级驱动板拨码开关第二位（K2）拨下，只显示状态即可。 送上DC600V、110V控制电，主回路预充电，主接触器KM01吸合，充电机开始正常工作，读取数码管显示就可以知道充电机实时运行情况。正常工作时，参考“表二”主控板数码管依次读出：-0/FF,充电机正常工作；-1/FF,前级板正常，-2/FF,后级板正常，-3/XXX,电池电压xxxV，-4/XXX,充电机充电电流（A），-5/XXX,充电机总的输出电流（A），-6/XXX,

27、DC600V电压（V），-7/XXX,电池箱温度（），-8/XXX,散热器最高温度（）；前后板数码显示：FF，前后级数码管显示与主控板显示-1、-2的状态是一一对应的。第51页/共66页第五十一页，编辑于星期六：七点 三十三分。注意事项 1）安装时模块应该牢固地固定在设备箱中； 2）按图纸要求，正确接线，接地应该牢固可靠； 3）检查安装接线无误后方可通电工作；第52页/共66页第五十二页，编辑于星期六：七点 三十三分。检查与维修 当充电机不能正常工作时，首先检查进线接线是否正确，然后送控制电，观察面板上数码管的显示代码，对照故障代码含义列表，确定故障情况和来源，然后作出相应的维修处理。送控制电

28、显示正常，再送主电路DC600V，观察面板上面数码管的显示代码，对照故障代码含义列表，确定故障情况和来源，然后作出相应的维修处理。第53页/共66页第五十三页，编辑于星期六：七点 三十三分。 3.5KVA单相蓄电池逆变器 本产品是专为青藏铁路客车设计的单相逆变器，容量为3.5KVA，可以为列车负载（如冰箱、吸尘器、照明和插座等）供电。 逆变器输入电压和控制电压为110VDC（77VDC137VDC），输出为50HZ、220V单相交流电压，具有输入电压范围大和输出电压稳定的特点；同时输入侧有EMI接地，输出侧也采用变压器隔离，符合电磁兼容的要求。逆变器具有输入过欠压、过流、输出过载、输出过欠压和负载短路保护等功能。同时具有软起动功能，启动电流不大于额定电流的1.1倍，对电源和设备均无冲击；产品具有结构紧凑、运行稳定、性能可靠、使用寿命长等优点。 第54页/共66页第五十四页，编辑于星期六：七点 三十三分。系统原理 输入直流电压110V经升压后变成140V直流电，140V直流电压经过MOSFET全桥电路逆变成86V交流输出，再经单相变压器变压后得到220V交流输出。升压和逆变是在单片机集中控制下实现的。 第55页/共66页第五十五页，编辑于星期六：七点 三十三分。系统原理图 第56页/共66页第五十六页，编辑于星期六：七点 三十三分。技