[發明專利]一種列供主電路的IGBT軟開關控制方法

有效

• 申請號: 201710150143.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN108574307B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 鄭勇;唐邕浦;彭自堅;黃慶;徐紹龍;秦方方;董湘桃;蔡杰;李自然;李志城;盧學云
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02M7/217;H02M1/32;B60L1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明公開一種列供主電路的IGBT軟開關控制方法，本發明中在未啟動四象限整流模塊前，控制器通過按照一定開關占空比控制IGBT，IGBT開時，四象限整流模塊進行不可控整流，輸出的直流370V~400V電壓加列車負載上；啟動四象限整流模塊后，整流輸出直流600V電壓到列車負載，完成列車負載供電過程。該方法在一定程度上能夠使客車負載電壓上升率得到有效控制，避免輸出過壓過流故障的發生，提高了列供柜的可靠性。

技術領域

本發明涉及列車供電系統領域，更具體地，涉及一種列供主電路的IGBT軟開關控制方法。

背景技術

列車供電系統主要應用于鐵路客運列車的供電。我國鐵路客運列車供電一般采用機車集中供電的供電方式。機車集中供電即由機車將電網輸入的交流電整流成直流，并向客運列車各個車廂提供DC600V的直流供電電壓，各車廂再將該直流電壓轉變成所需的電能形式，從而驅動列車負載。

現有列供柜主電路控制時序為：閉合充電接觸器→閉合短接接觸器→啟動四象限整流模塊→閉合輸出接觸器，其詳細過程如圖2。這種主電路控制方法會導致四象限整流模塊輸出的直流600V電壓突加到負載上，對負載的沖擊很大，而且在滿載情況下對四象限的控制帶來很大挑戰，容易發生過壓故障，客運列車負載切除過程中同樣會造成負載兩端電壓及電流的過快下降，對負載產生沖擊。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種列供主電路的IGBT軟開關控制方法，該方法在一定程度上能夠使客車負載電壓上升率得到有效控制，避免輸出過壓故障的發生，提高了列供柜的可靠性，

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種列供主電路的IGBT軟開關控制方法，所述列供主電路將交流電通過四象限整流模塊轉化為直流電并輸出到列車負載，四象限整流模塊和交流電源之間還串聯有一預充電單元，預充電單元包括充電接觸器KM1、充電電阻R1、短接接觸器KM2，充電接觸器KM1與充電電阻R1串聯后與短接接觸器KM2并聯，四象限整流模塊和列車負載之間還并聯有支撐電容Cd，列供主電路還包括一IGBT，IGBT的源極接整流電路的正極輸出，IGBT的漏極接列車負載的正極，IGBT的柵極連接有一控制器；

所述列供主電路的IGBT軟開關控制方法包括以下步驟：

S1：閉合預充電單元的充電接觸器KM1，支撐電容Cd開始充電；

S2：當支撐電容Cd的電壓達到預設電壓值后，閉合預充電單元的短接接觸器KM2，之后充電接觸器KM1斷開；

S3：控制器通過按照一定開關占空比控制IGBT，IGBT開時，四象限整流模塊進行不可控整流，輸出的直流370V~400V電壓加列車負載上；

S4：經過預設的時間后，控制器控制IGBT使其始終保持開的狀態；

S5：啟動四象限整流模塊，整流輸出直流600V電壓到列車負載，完成列車負載供電過程。

在一種優選的方案中，所述列供主電路還包括續流二極管，續流二極管的正極接列車負載的負極，續流二極管的負極接IGBT的漏極。當列車負載切除時，續流二極管為列車負載內部電流提供續流回路，避免負載切除過程中電流突變。

在一種優選的方案中，步驟S2中，閉合預充電單元的短接接觸器KM2后，經過延時時間T之后充電接觸器KM1跳開，其中，0.5sT2s。

在一種優選的方案中，所述的延時時間T為1s。

在一種優選的方案中，步驟S2中，所述的預設電壓值為380V~420V。

在一種優選的方案中，步驟S3中，四象限整流模塊進行不可控整流輸出直流400V的電壓。