CN103368410B - 牵引变流器 - Google Patents
牵引变流器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103368410B CN103368410B CN201210091513.9A CN201210091513A CN103368410B CN 103368410 B CN103368410 B CN 103368410B CN 201210091513 A CN201210091513 A CN 201210091513A CN 103368410 B CN103368410 B CN 103368410B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- input circuit
- traction
- input
- rectification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明提供一种牵引变流器。该牵引变流器包括：输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中，所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述的逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连；所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接。本发明通过备用输入电路的冗余设计，可在输入电路发生故障时不影响牵引变流器的牵引功率，有效地提高工作的可靠性；此外，本发明还具有较高的电路集成度和驱动效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力机车牵引技术，尤其涉及一种大功率交流传动电力机车用牵引变流器。
背景技术
现有的电力机车交流传动系统主要采用交流-直流-交流的电传动方式。图1为现有电力机车包括有六套独立的牵引变流器的电力机车牵引系统主电路示意图。如图中所示，每套牵引变流器由一个输入电路1、一个第一整流电路2、一个中间直流电路3和一个逆变器4组成。每套牵引变流器连接一台牵引电机6。电力机车牵引系统主电路的工作过程为：机车通过受电弓、主断路器向牵引变压器原边701供电；牵引变压器次边702绕组经输入电路1向第一整流电路2供电；第一整流电路2将输入的交流电变换为直流电输出；中间直流电路3对接收的直流电进行平滑处理并将处理后的直流电传输至逆变器4；逆变器4将直流电再次转换为三相交流输出，以控制牵引电机6输出动力。其中，牵引变流器的输入电路主要用于实现牵引变流器的预充电保护、正常工作的能量传输以及故障时切断保护的功能。
从图1所示结构的电气图可以看出，现有电力机车牵引系统中牵引变流器存在以下几点缺陷：
1、现有牵引变流器中只设计了一个输入电路，一旦输入电路发生电气故障，会隔离输入电流，致使本轴的牵引电机无法输出动力。
2、现有牵引变流器只能驱动一个牵引电机工作，其电路的驱动效率低。这一缺陷在电力机车牵引系统主电路中尤为显著，电力机车牵引系统主电路中需设置多个牵引变流器以驱动相应数量的牵引电机，这样构成的电力机车牵引系统主电路，结构繁冗，占用空间大，功率元件使用量大，成本高。
发明内容
本发明提供一种牵引变流器，以克服现有牵引变流器存在的缺陷。
本发明提供一种牵引变流器，包括：输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中，
所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连；
所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接。
本发明的技术效果是：本发明通过设置备用输入电路，可在输入电路发生故障时不影响整个变流器的牵引功率，有效地提高牵引变流器的工作可靠性。同时，本发明提供的牵引变流器可同时驱动两个或两个以上牵引电机运转。较现有牵引变流器，本发明具有较高的电路集成度和驱动效率。采用本发明提供的牵引变流器实现的电力机车牵引系统主电路，其整体结构更加紧凑，且工作可靠性更高。
附图说明
图1为现有电力机车牵引系统主电路的电路原理图；
图2为本发明提供的牵引变流器实施例的结构原理图；
图3为本发明提供的牵引变流器实施例的电路原理图；
图4采用本发明提供的牵引变流器实施例实现的电力机车牵引系统主电路的一具体实例的结构原理图；
图5为图4所示电力机车牵引系统主电路实例的电路原理图。
具体实施方式
如图2和3所示，本发明提供的牵引变流器实施例的结构原理图和电路原理图。如图所示，本实施例所述的牵引变流器包括：输入电路1、第一整流电路2、第二整流电路9、中间直流电路3、第一逆变器401、第二逆变器402、第三逆变器403和备用输入电路8。所述的输入电路1、第一整流电路2和中间直流电路3依次连接。所述的第一逆变器401、第二逆变器402和第三逆变器403的直流输入端均与所述的中间直流电路3的直流输出端相连。所述备用输入电路8、第二整流电路9与所述中间直流电路3依次连接。本实施例中所述的备用输入电路8只有在所述输入电路1出现电气故障时才工作。在实际的电力机车上应用时，备用输入电路8同输入电路1之间的切换控制可通过电力机车的牵引控制单元来实现，即当所述牵引控制单元监测到所述输入电路1发生故障时发出控制指令，以使备用输入电路8开始工作，向所述中间直流电路3输出直流电。
本实施例通过采用备用输入电路这样的冗余设计，能够有效的提高牵引变流器的工作可靠性；即在输入电路发生故障时，由备用输入电路继续工作，不会完全影响整个变流器的牵引功率。另外，本实施例提供的牵引变流器可同时驱动两个或两个以上牵引电机运转。较现有牵引逆变器，本实施例具有较高的电路集成度和驱动效率。采用本实施例提供的牵引变流器实现的电力机车牵引系统主电路，其整体结构更加紧凑，且工作可靠性更高。
这里需要说明的是：本实施例仅示出了中间直流电路的直流输出端连接有三个逆变器的情况，本发明所述的牵引变流器中的所述中间直流电路连接的逆变器的数量不仅限于此，可以是一个、两个，或是更多。但在实际应用中，所述的牵引变流器中所述中间直流电路连接的逆变器个数应依据实际的牵引电机驱动功率需求来设定。基于目前的电力机车在实际工作时所需的驱动功率，同时考虑到电力机车牵引系统主电路的结构体积，本发明中所述的牵引变流器连接的所述逆变器优选为三个。
上述实施例中，所述输入电路1具体可以是如图3中所示的电路结构。如图中所示，所述输入电路1由预充电电阻102、预充电接触器103、主接触器108和电流传感器106构成。其中，所述预充电电阻102的一端与所述输入电路1的第一输入端101相连，所述预充电电阻102的另一端与所述预充电接触器103的一接线端相连。所述预充电接触器103的另一接线端与所述输入电路1的第一输出端104相连。所述主接触器108串联在所述输入电路1的第一输入端101和第一输出端104之间。所述电流传感器106串联在所述输入电路1的第二输入端107和第二输出端105之间。该输入电路实施例中所述电流传感器可用于实时监测所述输入电路中流经的电流值。在实际应用中，该电流传感器的电流信号输出端可与电力机车的牵引控制单元的信号输入端连接。牵引控制单元可依据接收到的电流信号判断出输入电路是否出现故障，若出现故障牵引控制单元发出控制指令以使备用输入电路开始工作。
上述输入电路实施例的工作原理是：牵引变流器开始工作，首先启用输入电路1，此时只有预充电接触器103闭合。预充电电阻102为中间直流电路中的支撑电容器充电。当该支撑电容器的电量达到预设值后，预充电接触器103开启，主接触器108闭合，输入电路1传输经牵引变压器次边绕组输入的交流电至整流电路。采用上述结构的输入电路可有效避免合闸瞬间，中间直流电路由于支撑电容器电流不能突变所造成的大电流冲击。当输入电路处于正常工作状态时，备用输入电路中的预充电接触器和主接触器均处于断开状态。只有当输入电路发生故障时，牵引控制单元再依据牵引变流器的实际工作状态控制预充电接触器或主接触器闭合，以使备用输入电路代替输入电路为中间直流电路提供直流电。
如图3中所示，上述实施例中所述的整流电路具体可以由依次连接的第一四象限整流电路201、第二四象限整流电路202以及用于对电路进行斩波的斩波子电路203构成。实际上四象限整流电路也可直接选用现有的已封装好的四象限整流模块。这样所述的整流电路可直接选用两个相同的四象限整流模块和斩波子电路来实现。具体地，所述斩波子电路203，如图3所示，包括：IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)VT以及阴极与所述IGBT发射极相连的续流二极管D。其中，如图5所示，所述斩波子电路的续流二极管D的两端还需并联一个斩波放电电阻R，以实现斩波功能。所述IGBT的集电极与整流电路的直流输出端的一端相连，所述二极管D的阳极与所述整流电路的直流输出端的另一端相连。相对于图1中所示的现有的牵引变流器中的整流电路而言，上述整流电路实施例采用了两个并联的四象限整流电路，提高了电流等级，可具有更高的功率，能够满足大功率牵引变流器整流的需要。当然，现有的四象限整流模块中也有内部已封装有斩波子电路的。这样所述的整流电路只需一个不带有斩波子电路的四象限整流模块和一个带有斩波子电路的四象限整流模块即可实现，而不用再外接斩波子电路。
当然，在实际应用中为达到特定的设计目的，上述实施例中所述备用输入电路的电路结构可以与所述输入电路的电路结构不同，例如，在所述备用输入电路中设置有故障检测及工作接入控制电路，这样就无需通过外部的牵引控制单元来控制输入电路备用输入电路的切换。
这里需要说明的是：上述实施例中所述的中间直流电路可选用同现有技术中的中间直流电路相同的电路结构来实现；同样，所述逆变器可选用同现有技术中的逆变器相同的电路结构来实现。
如图4和图5所示，采用本发明提供的所述牵引变流器实施例实现电力机车牵引系统主电路时牵引逆变器布局安装的结构示意图。如图中所示，本应用实例中电力机车牵引主电路连接六个牵引电机6。采用本发明提供的所述牵引变流器实施例，整个电力机车牵引系统只需设有两台变流柜10和11。每台变流柜内安装一个牵引变流器。每个变流柜可引出两组输入电流接线端12和三组驱动电流输出接线端13，分别用于连接两个牵引变压器次边702绕组和三个牵引电机6。这样的设计可有效的降低电力机车牵引系统主电路的结构复杂性，减小电路占用空间，成本降低。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种牵引变流器，其特征在于，包括：输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中，
所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连；
所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接；
所述输入电路主要由预充电电阻、预充电接触器、主接触器和电流传感器构成；其中，
所述预充电电阻的一端与所述输入电路的第一输入端相连，所述预充电电阻的另一端与所述预充电接触器的一接线端相连；
所述预充电接触器的另一接线端与所述输入电路的第一输出端相连；
所述主接触器串联在所述输入电路的第一输入端和第一输出端之间；
所述电流传感器串联在所述输入电路的第二输入端和第二输出端之间；其中，
在所述输入电路发生故障时，所述备用输入电路开始工作。
2.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述整流电路由依次连接的第一四象限整流电路、第二四象限整流电路和斩波子电路构成。
3.根据权利要求2所述的牵引变流器，其特征在于，所述斩波子电路包括：斩波IGBT以及阴极与所述IGBT发射极相连的续流二极管。
4.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述逆变器为三个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210091513.9A CN103368410B (zh) | 2012-03-31 | 2012-03-31 | 牵引变流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210091513.9A CN103368410B (zh) | 2012-03-31 | 2012-03-31 | 牵引变流器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103368410A CN103368410A (zh) | 2013-10-23 |
| CN103368410B true CN103368410B (zh) | 2015-12-09 |
Family
ID=49369117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210091513.9A Expired - Fee Related CN103368410B (zh) | 2012-03-31 | 2012-03-31 | 牵引变流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103368410B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108016466B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-11-08 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种机车牵引变流器故障自动控制方法 |
| CN108696149A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-23 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 牵引变流器及其控制、故障处理和载波移相方法 |
| CN108631571A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-09 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 牵引变流器的预充电回路及控制方法 |
| CN111162681B (zh) * | 2018-11-08 | 2021-10-12 | 中车永济电机有限公司 | 交-直-交型直驱永磁牵引变流器及其控制方法、系统 |
| CN112713747A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-27 | 中车永济电机有限公司 | 一种机车变流器交流输入单元集成组件 |
| CN114362561A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-15 | 中车永济电机有限公司 | 机车牵引变流器及其控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN200951720Y (zh) * | 2006-09-22 | 2007-09-26 | 谢步明 | 交流传动电力机车牵引系统 |
| CN201252488Y (zh) * | 2008-08-14 | 2009-06-03 | 铁道部运输局 | 大功率牵引变流器 |
| CN202524303U (zh) * | 2012-03-31 | 2012-11-07 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 牵引变流器 |
-
2012
- 2012-03-31 CN CN201210091513.9A patent/CN103368410B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN200951720Y (zh) * | 2006-09-22 | 2007-09-26 | 谢步明 | 交流传动电力机车牵引系统 |
| CN201252488Y (zh) * | 2008-08-14 | 2009-06-03 | 铁道部运输局 | 大功率牵引变流器 |
| CN202524303U (zh) * | 2012-03-31 | 2012-11-07 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 牵引变流器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| TGA6型主辅一体化IGBT变流器;荣智林等;《机车电传动》;20100910(第5期);第25-28、32页，图1 * |
| 欧洲主力交流传动机车主牵引系统介绍;张立伟等;《电工技术学报》;20070731;第22卷(第7期);第186-190页，图10 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103368410A (zh) | 2013-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103368410B (zh) | 牵引变流器 | |
| CN104092273B (zh) | 电动汽车驱动与充电集成控制方法及其应用的电动汽车 | |
| US8212506B2 (en) | AC motor driving circuit and electric car driving circuit | |
| CN103129564B (zh) | 电力机车牵引系统 | |
| CN103107689A (zh) | 一种级联型变频器、功率单元及其旁路模块 | |
| CN203574421U (zh) | 一种共直流母线充放电系统 | |
| KR100948519B1 (ko) | 전해 커패시터가 없는 엘리베이터 구동용 인버터 시스템 | |
| CN103580584B (zh) | 矿井提升机双绕组同步电机的冗余中压交直交变频装置 | |
| CN101299572A (zh) | 一种高压变频器的旁路装置 | |
| CN103051281A (zh) | 一种高性能四象限变频器 | |
| CN106849782B (zh) | 电动驱动装置以及电动设备 | |
| CN103023344A (zh) | 一种通用的智能电网电力电子装置 | |
| CN203368361U (zh) | 一种多路直流输入的光伏逆变器 | |
| WO2016011656A1 (zh) | 电动汽车驱动与充电集成控制方法及其应用的电动汽车 | |
| CN106849724A (zh) | 辅助逆变电源 | |
| CN103872969A (zh) | 电力传动系统以及包括此种传动系统的气体压缩设备 | |
| CN104767463A (zh) | 一种具有容错功能的电机驱动装置 | |
| CN103715754A (zh) | 一种ups和供电系统 | |
| CN112737354A (zh) | 大功率永磁直驱货运机车牵引变流器 | |
| CN103746553A (zh) | 高压dc-dc变换器及控制方法 | |
| CN103944439B (zh) | 无有源前端的两电机驱动级联多电平逆变系统 | |
| CN102394554A (zh) | 一种具有冗余控制功能的功率单元旁路电路 | |
| CN106788104A (zh) | 电动驱动容错装置、多相电机、功率变换器以及电动设备 | |
| CN201975800U (zh) | 半控变流器驱动交流永磁同步发电机系统 | |
| CN104079192A (zh) | 一种多路自动切换高压充电器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 044502 Yongji City, Shanxi Province, the city of motor street, No. 18, No. Patentee after: CRRC YONGJI ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: 044502 Shanxi city of Yuncheng province Yongji City Motor Street No. 18 Patentee before: YONGJI XINSHISU ELECTRIC EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151209 |