成都2号线紧急通风逆变器使用维护说明书 6号线

成都2号线

紧急通风逆变器

使用维护说明书

Ver1.00

青岛青整电子设备有限公司

2013年10月

目 录

1 产品概述 ...........................................................................................................................................................2

2 引用标准 ...........................................................................................................................................................2

3 工作环境及结构 . ...............................................................................................................................................2

3.1 环境及结构 ....................................................................................................................................................... 2

3.2 使用条件 ........................................................................................................................................................... 3

3.2.1振动 . ............................................................................................................................................................ 3

3.2.3冲击 . ............................................................................................................................................................ 3

4 基本技术描述 . ...................................................................................................................................................3

4.1 基本技术指标 ................................................................................................................................................... 3

4.2 工作原理 ........................................................................................................................................................... 4

4.3 工作流程 ........................................................................................................................................................... 5

4.4系统保护 ........................................................................................................................................................... 7

4.4.1输入过、欠电压保护 ............................................................................................................................... 7

4.4.2 输入限流保护 .......................................................................................................................................... 7

4.4.3输出过流保护 ........................................................................................................................................... 7

4.4.4负载短路保护 ........................................................................................................................................... 7

4.4.5散热器过热保护 ....................................................................................................................................... 7

4.4.6负载缺相保护 ........................................................................................................................................... 8

4.4.7输入反接保护 ........................................................................................................................................... 8

5 系统接口 ...........................................................................................................................................................8

6 紧急通风逆变器对外输入信号 .........................................................................................................................9

7 安装及维护 .......................................................................................................................................................9

8 正常工作状态检查 .......................................................................................................................................... 10

9 预防性维护 ..................................................................................................................................................... 10

10 包装及存储.................................................................................................................................................... 10 11 逆变器电气原理图 .................................................................................................................................... 1112

12 外形及安装图 . ............................................................................................................................................... 13 使用请详细阅读本说明书，掌握其要点及注意事项

1 产品概述

成都2号线紧急通风逆变器（以下简称逆变器）将蓄电池DC110V 进行转换输出三相AC340V ，作为车厢内空调机组的供电备用紧急通风逆变器。在通风机主紧急通风逆变器发生故障后紧急启用的变频逆变紧急通风逆变器，供给车厢内通风机工作，以保证地铁车厢内通风顺畅。

2 引用标准

TB/T1333.1-2002 铁路应用机车车辆电气产品第1部分：一般使用条件和通用规则 TB/T1333.2-2002 铁路应用机车车辆电气产品 第2部分：电工器件 通用规则 IEC61373-1999 铁路设备 滚动车辆设备 冲击和振动试验

DIN5510-1988 有轨车辆内防火工作

IEC60529-2001 外壳防护度

IEC61287-1 安装在铁路车辆上的电力变换器

铁路车辆用电子设备 铁路应用—电磁兼容性 铁道设施. 铁道车辆. 车辆组装后和运行前的整车试验 铁路设施-声学-有轨车辆内的噪声测量 铁路应用-声学-有轨车辆发出的噪声的测量 IEC60571：2006 EN50121-2006 IEC61133-2006 ISO3381-2005 ISO3095-2005

3 工作环境及结构

3.1 环境及结构

海拔高度： ≤1200m

工作环境温度： -25℃～＋45℃

存储温度： -40℃～＋45℃

相对湿度: ≤90％（不结露）

冷却方式： 自然冷却

防护等级： IP65

重量： ≤70Kg

噪声： ＜65dB （相距1 m处）

3.2 使用条件

3.2.1振动

紧急通风逆变器按IEC61373-1999标准中1类A 级要求, 能承受振动频率为1～150Hz 在纵向、横向和垂向三个方向上规定的振动水平。

在车辆设计的最大速度范围内，紧急通风逆变器与车体不会产生共振。

3.2.3冲击

设备按IEC61373-1999标准要求承受各种力的冲击，设备任何部分不发生脱离，车体也不发生永久性变形。

列车纵向冲击率：≤0.75m/s3

4 基本技术描述

4.1 基本技术指标

输入电压 DC110V（DC77V ～137.5V ）

输出电压 三相AC340±5%正弦波

输出频率 45±1Hz 谐波含量 ＜5%

启动方式 调频调压软启动

运行方式 不限时运行（时间可调整，出厂时未设定运行时间）

额定容量 3.5kVA

总体效率 ＞0.80（负载功率因素为0.6）

＞0.85（负载功率因素为0.7）

启动时间 ＜10S （从接收到启动信号到有交流电压输出）

噪声 ＜65dB （距离1米处）

防护等级 IP65

故障保护功能 输入过压、欠压保护、输入过流保护/输出过流保护输出

缺相保护、输出短路保护、散热器过热保护等

温升 工作时箱体的表面温度除散热片外温升不超过30K 。

过载能力 过载120%时1min 保护

过载150%时10S 保护逆变装置具有参数修改、故障记录, 保存功能，便于买方进行故障分析，卖方应提供该功能详细方案说明。故障记录总条数不少于100条，断电不丢失。卖方应免费提供紧急通风逆变器调试软件。

4.2 工作原理

如附图1 所示，该应急通风逆变器由三大部分组成。

第一部分：DC/DC LLC 串联谐振全桥变换器部分：该电路部分是将电池提供的

DC110V 升压至DC440V 。由于输入电压为DC110V ，输出功率3.5kV A ，

所以输入电流较大。在采用硬开关方式条件下MOSFET 的开关损耗主要

是由开通损耗引起的，而IGBT 则主要是由关断损耗引起的，因此使用

MOSFET 作为主开关器件的电路，应该工作于ZVS 条件下，这样在器件

开通前，漏极和源极之间的电压先降到零，输出电容上存储能量很小，可

以大大降低MOSFET 的开通损耗。在该级DC/DC变换电路中我们采用的

是MOSFET ，所以我们需要的是主功率管工作于ZVS 条件下，因此我们

在原有的移相全桥基础上串入谐振电感和谐振电容，构成LLC 串联谐振全

桥变换器，该变换器可以实现初级开关管ZVS ，且关断电流小，次级整流

二极管可实现ZCS ，变换效率高。第二部分为两电平三相全桥逆变电路，

该电路作用是将DC440V 逆变成应急通风系统需要的SPWM 波形。在该

部分采用了日本三菱IPM ，自身具有内部IGBT 过流，过热，以及控制逆

变器欠压等完善的保护功能，而且体积小重量轻；

附图1：LLC 串联谐振全桥变换器电路示意图

LLC 串联谐振全桥变换器主电路如上图所示，MOS 管Q1～Q4构成全桥电路，Q1、

Q4采用同一驱动信号，Q2、Q3采用同一驱动信号，占空比均为50%，Q1(Q4)、

Q2（Q3）驱动信号之间存在一定死区，D1～D4为MOS 管的寄生二极管，电感

L r 、L P 和C r 组成串联谐振网络，D5、D6构成全波整流电路，C1、C2为滤波电容。

由于变压器原边电感较大，可以起到滤波作用，可以省略输出滤波电感，减小

了变换器的体积和重量。

第二部分：两电平三相全桥逆变电路，该电路作用是将DC440V 逆变成应急通风系统需要

的AC340V ，45Hz SPWM 波形。在该部分采用了日本三菱IPM ，自身内部具有IGBT

过流，过热，以及控制紧急通风逆变器欠压等完善的保护功能，且体积小重量

轻；

第三部分：正弦波输出滤波单元，其功能是将SPWM 波经LC 滤波得到平滑的正弦波输出。

4.3 工作流程

a) 得电后，逆变器开始自检，首先检测是否有启动信号，检测到启动信号时，逆变器开始工作，同时检测输入电压是否过欠压，如果输入电压正常，则KM1吸合，紧急通风逆变器执行b) ，当未检测到启动信号或输入电压异常时，执行a) 。

b) 逆变器升压部分工作，将输入DC110V 升压至DC440V ，紧急通风逆变器执行c)

。 c) 逆变器逆变部分工作，此时主控板发出驱动信号给驱动板驱动IPM 将DC440V 逆变成AC340V ，此时逆变器进行输出电流过流、缺相、过热保护检测。

d) 在工作过程中，逆变器不停检测启动信号，当启动条件不成立时，将停止

输出。

e) 逆变器的故障情况包括输入过流、反接，开关管过流，散热器过热，输入过欠压，

负载过载，缺相、负载短路等。在发生这些故障时，逆变器紧急通风逆变器停止输出，逆变器进行故障循环检测，若此时故障消失，则逆变器可以重新工作，若故障次数超出故障循环检测次数后，开关管过流、负载过载、缺相、负载短路故障仍没有消失，此时逆变器紧急通风逆变器已经发生不可自恢复的故障，逆变器锁死不再继续工作。此时，请切断输入电压，等待检修。

主要工作流程如下所示：

4.4系统保护

4.4.1输入过、欠电压保护

当输入DC110V 电池电压≤DC72±3V时，逆变器进行欠压保护，停止工作，当输入电压恢复到≥77V 时，逆变器时自动开始工作。

当输入DC110V 电池电压≥DC144±6V 时，逆变器进行过压保护，停止工作，当输入电压恢复到≤137.5V 时，逆变器时自动开始工作。

4.4.2 输入限流保护

当直流输出端侧电流传感器采集到的电流超过限流点时，逆变器采用输出降频降压方式输出，对输入端电流进行限流保护。

4.4.3输出过流保护

当检测到负载电流超过额定电流100～120%时，逆变器持续工作1min 保护，停止输出； 当检测到负载电流超过额定电流120～150%时，逆变器持续工作10S 保护；停止输出。 当检测到负载电流超过额定电流150%以上时，逆变器保护；停止输出。

当逆变器进行截止型保护，需要复位重启逆变器才能继续工作。

4.4.4负载短路保护

当逆变器处于运行过程中，负载短路，逆变器保护，停止输出。

当负载短路时，逆变器启动时会进行输出短路保护，停止输出。

4.4.5散热器过热保护

当散热器表面温度超过85±5℃，热保护继电器吸合给出信号，控制逆变器停止工作，若温度回复到正常状态，热继电器断开，则逆变器自动重新启动。

4.4.6负载缺相保护

当风机负载缺相时，逆变器保护动作，停止输出。当逆变器进行截止型保护，需要复位重启逆变器方可继续工作。

4.4.7输入反接保护

若逆变器输入正负线反接，逆变器无法工作

5 系统接口

紧急通风逆变器输入正负线为6mm 2，交流输出线3×2.5mm 2, 控制线1mm 2。电气接口图如附图2所示，接口定义见表1。

附图2：电气接口图

6 紧急通风逆变器对外输入信号

7 安装及维护

注 意

本手册适用于经过培训的专业人员。除了经过培训合格的专业人员，任何人均不得进行调整和维修，以免触电。在进行使用维护之前，操作人员应仔细阅读本手册该部分内容。

逆变器在使用前应确保逆变器外壳与安全地可靠接触。由于逆变器的输入线电压为110V , 输出电压为交流340V , 为保证安装人员的安全，请确认在断电情况下进行安装操作。

逆变器的安装孔为4个直径为14mm 开孔，建议采用M12的螺钉将底板进行固定，安装时应按照先结构安装再进行电气接线的顺序进行。安装所需的工具及安装时间见表3。

逆变器在运行或储存时，应尽量安装或放置于空气流通、干燥、无腐蚀性气体、无过多尘埃的地方。最好每季度用压缩空气清洁一次。

逆变器出现故障时，应先检查逆变器外部电路是否出现故障，确认无误后，逆变器如仍出现故障，请及时与制造厂联系。

表2

在拆卸逆变器时，应先将逆变器的所有对外接线拆除后，再拆卸逆变器的4个安装螺钉。

8 正常工作状态检查

逆变器在使用过程中应定期检查其工作状态是否正常。检查内容见表4。

表 3

9 预防性维护

逆变器在使用过程中应进行定期预防性维护，维护要求及维护方法见表5。

10 包装及存储

未装机逆变器应装入专用的包装箱中，四周应有较柔软的填充物，以防止运输过程中颠簸导致损坏。逆变器应储存在干燥、防潮、防尘的环境中。

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表5维护与保养

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11 逆变器电气原理图

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12 外形及安装图

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