[实用新型]一种多通道全隔离地铁制动能量逆变回馈控制系统

说明书

本实用新型公开了一种多通道全隔离地铁制动能量逆变回馈控制系统，包括系统控制器、模块控制器以及DC/DC隔离电源，其特征在于，所述系统控制器包括输入隔离电路、输出隔离电路和光纤通讯电路；输入隔离电路包括多个并联连接的输入隔离单元；每个输入隔离单元的输入端连接一路采集信号，输出端与所述中央控制单元连接；输出隔离电路包括多个并联连接的输出隔离单元；每个输出隔离单元的输入端与中央控制单元连接，本实用新型适用于高铁动车、城市轨道交通地铁轻轨与其他高压大容量电力电子变流器系统等复杂电磁应用环境下,能较好的应对在此环境下的干扰,是具有特殊应用环境的实用新型。

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体是一种多通道全隔离地铁制动能量逆变回馈控制系统。

背景技术

随着城市规模的飞速扩大，近几年来我国城市轨道交通发展非常迅速，地铁建设运营里程不断增加，任何一个大型城市，其地铁系统的覆盖范围均占城市面积的三分之一以上。

在运行过程中，由于地铁运行速度快，且站点设置较多，因此，相邻两站之间的通行时间一般控制在两分钟到三分钟之间，这就导致了地铁需要频繁起动和制动，在制动过程中，会产生巨大的制动能量，如果浪费不用，在现如今全球能源紧张的情况下，不得不说非常奢侈，也十分可惜，因此，对地铁制动能量进行回收利用已成为现有地下交通缩减运营成本、节约运行能源的重要课题。

随着我国节能减排和地铁可持续发展政策的实施，地铁再生制动能量回收技术应用逐步得到认可。

随着电力电子技术的发展，能量回馈装置逐渐在地铁里得到了应用。能量回馈装置的基本原理是将电机发出的直流电能逆变成交流电回馈到电网，这样电能就得到了再生利用，有效地提高了能源的利用效率。地铁再生制动能量逆变回馈系统可直接将再生制动能量回馈至交流电网，使再生制动能量得到充分利用，规避了制动电阻将再生制动能量全部消耗的缺陷，也不像电容储能技术需要较大空间，同时不会带来变电所的温升和污染问题。

国内若干高校和企业对地铁能量回馈装置进行了有益的研究和探索：株洲中车时代电气股份有限公司的专利《一种地铁能馈系统和应用于地铁能馈系统的方法及装置》(申请号：201711008587.0)、南京亚派科技股份有限公司的专利《一种地铁能量回馈装置的闭环控制方法》(申请号：201510493534.7)。目前，国内针对复杂地铁应用环境以及抗电磁干扰等方面，还没有提出多通道全隔离设计方案，没有完全实现控制系统的输入输出通道全隔离，不能满足强电磁干扰工作环境，存在可靠性隐患。

能量回馈装置安装在地铁牵引变电站，大容量的地铁再生制动能量逆变回馈装置包括控制柜、变流柜、变压器柜，基于DSP+CPLD的逆变回馈控制系统安装于直流控制柜、变流柜，其中变流柜中的逆变模块有大量的电力电子器件，包括IGBT开关器件、电容、电感等，电力电子器件IGBT模块开关过程中会产生大量的电磁干扰信号，电磁隔离开关、接触器开关、电感在工作过程中也会产生大量的电磁干扰信号，这些大量的电磁干扰信号可能干扰控制系统的输入输出、通讯信号。如果系统信号被干扰，可能出现系统故障、误保护、误动作等问题，会导致系统出错、故障。

现有技术如图1和2所示，1、非隔离：输入通道不隔离，输出通道不隔离；例如，输入采用三极管电路，直接输入；输出采用三极管电路或者“三极管+继电器”，直接输出。

2、局部隔离：例如输入通道隔离，输出通道不隔离，或者仅部分通道隔离。现有部分厂家输入通道采用光耦进行隔离。例如，输出通道需要驱动输出电流大的负载或者感性负载，要求有100mA-1000mA的驱动能力以及限流保护能力，现有的技术方案采用24V驱动控制继电器，采用110V驱动控制接触器，现有公司及企业厂家多采用MOS管或高边开关控制器直接驱动继电器等负载，没有进行输出隔离。