南京华士25T型车2X35KW逆变器培训材料.docx
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南京华士25T型车2X35KW逆变器培训材料
25T车（DC600V）
2×35KVA逆变电源
（培训资料）
南京华士电子科技有限公司
NanJingHuaShiElectronicScientificco.,Ltd
一.简介
二.2×35KVA逆变器产品介绍及使用说明
1．用途和特点
2.主要技术参数
3.工作流程
4.故障切换，排除及维护
5.逆变器主回路元器件目录
三.逆变器主原理图
四．逆变器外形图
五．逆变器元器件布置图
六.逆变器进出线特性表
第一部分简介
本文主要介绍南京华士公司生产的25T（DC600V）车上所配套使用的2×35KVA逆变电源的基本参数、构成、原理以及使用、维修注意事项。
2×35KVA逆变电源把DC600V逆变成三相AC380V及隔离输出的三相AC380V（带中线）,主要为空调客车和相应供电制式的客车或动车组的空调设备及其它设备提供电源。
总体布局如图：
第二部分2×35KVA逆变电源
1.用途和特点
2×35KVA逆变电源主要做为空调客车和相应供电制式的客车或动车组的交流电源.
本电源采用先进的计算机实现最新的数字控制技术,具备完善的自检功能。
采用RS485接口与网关通讯，正常工作时,传输输出电压和频率,电源当前主要技术参数一目了然;发生故障时,传输故障代码,故障定位准确,迅速。
本电源采用特殊的控制方案,输出为正弦波,有载波频率高（6KHZ）,低次谐波接近为0等特点;同时还采用多种抗干扰技术,电磁兼容性好,可靠性高。
2.主要技术参数
2.1逆变器主要技术参数
2.1.1输入电压：
额定DC600V
最高DC660V
最低DC500V
2.1.2输出电压/频率：
输出三相基波电压有效值：
AC380V±5%
输出频率：
50HZ±1%
三相纯正弦波输出对称
基波电压有效值三相不平衡度不超过2%
2.1.3额定容量：
逆变器2×35KVA
隔离变压器10KVA
2.1.4控制方式：
VVVF（调压调频）控制
采用SPWM控制方式，U/F=恒量。
2.1.5启动方式：
采用软启动方式,启动时间为10秒（可调）
2.2逆变器控制电路技术条件：
输入电压：
额定DC110V
最高DC137.5V
最低DC77V
2.3冷却方式：
强迫风冷与自然风冷相结合
（逆变器主要功率器件IGBT安放在大片散热器上，其上热量由内部风机吹向散热片，通过散热片与外部空气发生对流；内部一些易发热的元器件通过内部风机产生空气对流，保证元器件温升不能太高）
2.4保护：
IGBT故障、驱动回路故障
输入过压、欠压故障
输出过压、欠压故障
散热器过热故障
接触器故障等内部故障
采用数码管显示和RS485通讯，实现最新的数字控制技术，
系统具有故障自动恢复的功能，故障时自动恢复6次（可调）。
2.5效率：
额定负载运行时，效率>90%。
3.工作流程
2×35KVA逆变器控制程序流程图
Y
N
N
Y
Y
Y
N
N
Y
Y
Y
N
N
Y
Y
N
Y
N
NY
Y
N
3.1开机
逆变器控制回路输入（+130，-130）有正常电压输入时，逆变器开始进入准备工作状态。
3.2自检
首先逆变器开始自检,对所有接触器的状态逐个检查初态,如果有不正常的情况,显示屏显示相应的故障代码,（请参考故障代码表）,逆变器停止工作.如果所有接触器都正常,则逆变器开始3.3工作。
3.3工作的必要条件
逆变器先判断母线电压是否达到500V,如果母线电压没有建立,逆变器则显示33（输入欠压）,通过网关通讯到控制柜显示02（输入欠压），并延时等待,当母线电压达到500V稳定后,逆变器准备3.4工作。
3.4输出电压前的工作
此时逆变器吸合接触器K1，母线电压通过充电电阻开始对逆变器的电容充电,如果逆变器在充电过程中有故障,则逆变器显示43（充电故障）,控制柜显示0C（充电故障），逆变器进入故障处理，停止输出；故障处理结束后，逆变器合上接触器K2和K3，若K2无法吸合，则逆变器显示13（接触器故障），控制柜显示0E（接触器异常），逆变器又进入故障处理，停止输出；当故障处理结束后，开始准备3.5工作。
3.5开始正常工作
逆变器开始变频变压软启动，输出电压升至额定电压，显示88，同时逆变器工作状况通过网关传输到车上控制柜触摸屏，显示屏能够反映出逆变器的实时工作参数以及工作状态代码。
另外，逆变器正常工作时送出工作正常（201/203）信号，逆变器有任何故障时送出故障（301/303）信号。
逆变器工作正常与故障通过控制柜一目了然。
3.6逆变器故障
逆变器故障主要包括：
IGBT过流、散热器过热、母线电压过欠压、输出电压过欠压、输入电容充电故障、接触器故障等。
3.7过分相
当列车过无电区即过分相时,逆变器将迅速降频降压,从50HZ变化到0HZ，显示输入欠压，并延时等待母线电压的建立，若母线电压建立后，逆变器将延时60秒自动变频启动。
3.8关机和重新启动
当需要逆变器停止工作时,断开控制电（+130，-130）输入电压,逆变器立即关断。
逆变器输入电容上的残余电压开始放电，在5MIN内放电至零。
4．故障切换、排除及维护
4.1故障切换：
逆变器1，2相互热备，当某一台逆变器发生故障造成停止输出时，如果是可自恢复的故障，则逆变器延时60S重新启动；如果是不可自恢复的故障，则两逆变器的联络接触器KM10吸合，同时逆变器给出减载信号（211）到空调控制柜，然后延时30S后正常的逆变器重新启动。
正常工作的逆变器的负载为故障逆变器负载的一半和自身负载的一半。
4.2故障排除：
若反复启动逆变器后，逆变器仍不能正常工作，请切断DC110V控制电，等待检修。
4.2.1故障代码信息表
数码管数值
所代表含义
00
启动延时
01
自检时K1故障
02
自检时K2故障
12
启动时K1弹开
13
启动时K2弹开
15
正常工作时K1弹开
16
正常工作时K2弹开
18
过分相时K2粘连
33
输入电压欠压
44
母线电压过压
55
IGBT过流
43
充电故障
88
正常工作
42
IGBT过热
77
负载过流
34
逆变器减载信号
4.2.2通信协议
通讯接口采用光电隔离的RS485串行通讯
波特率：
19.2Kbps轮询周期：
200ms
帧格式：
1位起始位，8位数据位，1个奇校验，1个停止位
接收格式：
A1/A25F/5E00X1（4个字节）
发送格式：
A1/A25F/5EVOUTFOUTM1X2（6个字节）
A1/A2代表逆变器地址
5F/5E代表逆变器地址补码
Vout代表输出电压（0—255表示输出线电压（0—510V））
FOUT代表输出频率（0—127表示输出频率（0--127HZ））
M1代表故障代码
X1，X2代表前面所有字节的异或码
故障代码表（X1）：
故障代码
所表示的含义
故障代码
所表示的含义
01
输入过压
08
超低温加热启动
02
输入欠压
09
散热器过热
03
输出过压
0A
限流充电失效
04
输出欠压
0B
温度传感器故障
05
输出过流
0C
充电故障
06
输出过载
0D
内部故障
07
IGBT故障
0E
接触器异常
4.2.3常见一些故障的排除
（1），接触器故障
当出现故障代码（01，02，12，13，15，16，18）时，可以判断为逆变器内部接触器发生故障。
a,一般为接触器的反馈，接触器的驱动出现故障，更换转换板即可；b,接触器本身的主触点或辅助触点粘连，这样须更换接触器。
（2），显示欠压（33）
当母线电压正常时，开机后一直出现欠压（33），遇到这种情况一般有几种情况：
a,检查逆变器的输入快熔有没有坏；b,在转换板上测量欠压基准点是否正确（LM239的5脚对GND的电压为2.05V）；c,若以上均正确，则是电压检测有问题，更换转换板即可。
☆注意：
欠压不累计故障次数！
（3），显示过压（44）
逆变器出现过压（44），遇到这种情况也是先在转换板上测量以下过压基准点是否正确（LM239的7脚对GND的电压为2.9V），若基准点正确，则是电压检测有问题，更换转换板即可；另外，由于过分相时，机车的受电弓经常和600V电源干线接触产生很高的电压尖峰亦会引起逆变器报出过压。
（4），充电故障（34）
逆变器在上电时，首先有个输入电容预充电过程，如果电容或者充电电阻有问题时，就会出现此故障。
首先用仪表测量充电电阻阻值是否正确（充电电阻一般为30Ω）；第二，观察充电电容是否有击穿现象（此现象很少出现）。
（5），散热器过热（42）
当外部环境温度很高，且逆变器在大功率负载情况下长时间工作时，散热器的散热效果就不是很好，散热器温升可能比较大，以至超过设定值，这时就报IGBT过热故障，这主要是保证IGBT正常工作时不超过它的最大结温。
（6），负载过流（77）
当出现负载过流现象时，首先应先断开所有逆变器的负载，重新空载启动，如果没有问题，然后逐个加上负载来判断哪个负载的问题。
如果空载就报，可能是控制板或者电流传感器有问题，用仪表测量各个过流基准点是否正确，或者用波形分析仪观测电流波形，如有异常，则更换控制板或电流传感器。
（7），IGBT过流（55）
如有出现此类故障，一般是电路出现有短路现象，断开负载测量各个负载是否正常，重新启动并逐渐加大负载看是否仍会发生。
另外，可能是驱动电路不正常，导致逆变器有缺相现象。
用仪表测量IGBT是否已经击穿。
4.3维护：
4.3.1每月要检查设备的绝缘电阻和设备外壳对地的接地电阻。
设备的绝缘强度检查应在电路与接地部件之间及彼此无电连接的导电部件之间进行。
检查时应将所有半导体器件（IGBT和快恢复二极管）、电容短接或断开，印刷电路板拔除。
4.3.2绝缘电阻测定用兆欧表，应符合下列等级规定。
DC110V电路用1000V兆欧表。
DC600V，AC380V，AC220V电路用1500V兆欧表。
在正常环境条件下，DC110V、DC600V、AC220V，AC380V干线对地的绝缘电阻应大于20MΩ。
5．逆变器主回路元件目录
编号
项目代号
型号/规格
数量
备注
1
FU1
熔断器NGT1R200A/1000V
1*2
西安熔断器
2
K1
直流接触器S195AE/3（DC110）
或交流接触器3TF4422（DC110）
1*2
西安沙尔特宝
或西门子
3
K2
直流接触器S195AE/3（DC110）
或交流接触器3TF5022（DC110）
1*2
西安沙尔特宝
或西门子
4
K20
交流接触器3TF3022（DC110V）
1*2
西门子
5
C1、C2、C3
C4、C5、C6
充电电容
6*2
（配螺钉）
6
C7、C8、C9
无感电容
3*2
黑色方型
7
C10、C11、C12
滤波电容
（配电容夹）
3*2
北京众人
8
R1
充电电阻
20*2
水泥电阻
9
R2
放电电阻
20*2
水泥电阻
10
V1、V2、V3
IGBT模块
3*2
11
T1、T2、T3
霍尔传感器LA308
3*2
北京莱姆
12
RJ1
热继电器85℃常开
1*2
13
EMI1
滤波器ZYH-EN-20A
1*2
中宇豪
14
POW1
朝阳模块DC110V-48V/2A
1*2
朝阳电源
（工业级）
DC66V-DC160V
朝阳模块DC110V-24V/4A
1*2
15
L1,L2
输入电感
2*2
长城
16
L3,L4,L5
滤波电感
3*2
自制
17
CZ1
主控板
1*2
18
CZ11
转接板
1*2
19
CZ2
通讯板
1*2
20
CZ3
驱动板
1*2
21
WB1
维博
电压传感器
1*2
22
FJ2,FJ3
直流风机
3*2
深圳
23
FJ1
交流风机
1*2
苏州
24
线绕电阻33K/10W
6*2
25
B1
三相隔离变压器10kVA
1*2
自制
26
XT1
280-681
15
WAGO
27
XT2
280-324
1
WAGO
285-635
14
WAGO
28
K31，K32，K10
交流接触器（4常开4常闭）3TF49-22（DC110V）
3
西门子
第三部分逆变器主回路原理图
第四部分逆变器外形图
第五部分逆变器元器件布置图
去上盖板视图
去门视图
左视图
逆变器元件安置图（打开后门看）
第六部分逆变器进出线端子特性表
1.外部机柜接线端子特性表
JX1:
主电部分：
端子
标号
线径
备注（WAGO端子）
端子型号
1
+603
25mm
逆变器输入直流电
DC600V+
WAGO
2
3
-603
25mm
逆变器输入直流电
DC600V+
4
5
U1
16mm
逆变器输出三相交流电
AC380V
6
V1
16mm
7
W1
16mm
8
U2
16mm
逆变器输出三相交流电
AC380V
9
V2
16mm
10
W2
16mm
11
U3
6mm
隔离变压器输出三相交流电
AC380V（带N线）
12
V3
6mm
13
W3
6mm
14
N
6mm
JX2：
控制电部分：
端子
标号
线径
备注（WAGO端子）
端子型号
1
+130
2.5mm
控制电110V+输入
WAGO
2
+130
2.5mm
3
-130
2.5mm
控制电110V-输入
4
-130
2.5mm
5
201
1mm
逆变器1正常无源常开触点
WAGO
6
203
1mm
逆变器2正常无源常开触点
7
301
1mm
逆变器1故障无源常开触点
8
303
1mm
逆变器2故障无源常开触点
9
211
1mm
逆变器减载信号
10
RP3
1mm
逆变器485通讯信号
（去充电机网关）
11
TE
1mm
12
RN3
1mm
13
备用
14
备用
15
备用
*说明：
机柜前端进线孔从前到后五个孔分别为：
1．逆变器控制电部分接线
2．逆变器输入直流电DC600V两根。
3．逆变器1输出交流电AC380V三根。
4．逆变器2输出交流电AC380V三根
5．隔离变压器输出交流电AC380V四根（带N线）
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