CN112448593A - 牵引变流系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种牵引变流系统，用于对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换以向牵引电机供给目标交流电。牵引变流系统主要由积木式单元、开关柜、集中控制装置组成，其中每个积木式变流单元分别接收原始多相交流电，并对原始多相交流电进行电能变换，以使得多个积木式变流单元输出多组不同相位的交流电。根据目标交流电的电流等级和/或电压等级，选择性地通过开关柜和集中控制装置将牵引变流系统切换至并联模式或串联模式，在并联模式中，每组中的单相交流电并联输出至牵引电机的单相定子绕组，以提供目标交流电所需的大电流。在串联模式中，每组中的单相交流电串联输出至牵引电机的单相定子绕组，以提供目标交流电所需的大电压。

Description

牵引变流系统

技术领域

本发明涉及轨道交通牵引供电系统的牵引变流系统，具体地涉及一种用于轨道交通的积木式牵引变流器。

背景技术

与传统列车的传动系统不同，中高速磁浮交通一般采用长定子直线同步电机，长定子直线同步电机的定子铁芯连续铺设在磁浮轨道两侧下方，长定子直线同步电机定子绕组嵌入在定子铁芯槽内，励磁绕组装在车上。利用设于地面的大功率变流器给长定子直线同步电机定子绕组供电，利用车载发电机和电池给励磁绕组和悬浮系统供电。

由于高速磁浮传动存在着调速范围宽、低速大电流、高速高电压的特点，所以其变流器方案一直较为复杂。当前西门子在上海线采用的是输入电压器+GTO中压变流器+输出变压器的方案，当需要更大的功率时采用两组地面变流器通过双端供电。

该方案存在的主要问题：(1)由于输出变压器的工作范围很宽，其设计和制造工艺都很复杂。(2)变压器不是标准化产品，以后线路需要提速，那么有可能达不到电压、电流要求或者初始设计需要预留很大的裕量。

因此，传统的轨道交通变流器主电路方案复杂，并且存在着变压器选型困难、难于扩容等问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提出利用积木式变流单元的牵引变流系统。

本发明第一方面提供一种牵引变流系统，该牵引变流系统对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机供给目标交流电，该牵引变流系统包括m个积木式变流单元，m≥2且m为整数，其中每个该积木式变流单元分别具有与该目标交流电的相数对应的n对单相输出端子，n≥3且n为整数，每一对单相输出端子分别包括一正端输出端子和一负端输出端子；并且该m个积木式变流单元分别接收该原始多相交流电，并对该原始多相交流电进行电能变换，以使得该m个积木式变流单元的相应m个第i对单相输出端子一一对应地输出m个第i相单相交流电，其中1≤i≤n且i为整数，并且：该牵引变流系统还包括开关柜，该m个积木式变流单元通过该开关柜电连接至该牵引电机，根据该目标交流电的电流等级和/或电压等级，通过在该开关柜中改变该m个积木式变流单元的m×n对单相输出端子的连接关系，以选择性地将该牵引变流系统切换至并联模式或串联模式。

优选地，在该并联模式中，通过将该m个第i对单相输出端子中的相应m个正端输出端子相互连接并且将该m个第i对单相输出端子中的相应m个负端输出端子相互电连接，使得该m个第i相交流电并联输出至该牵引电机的第i相定子绕组，以向该牵引电机供给该目标交流电的第i相交流电；在该串联模式中，通过将第k个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的负端输出端子和第k+1个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的正端输出端子的方式使得该m个积木式变流单元依次级联，该m个第i相交流电串联输出至该牵引电机的第i相定子绕组，以向该牵引电机供给该目标交流电的第i相交流电，其中1≤k<m且k为整数。

本发明第二方面提供一种牵引变流系统，该牵引变流系统对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机供给目标交流电，该牵引变流系统包括m个积木式变流单元，m≥2且m为整数，其中每个该积木式变流单元分别具有与该目标交流电的相数对应的n对单相输出端子，n≥3且n为整数，每一对单相输出端子分别包括一正端输出端子和一负端输出端子；并且该m个积木式变流单元分别接收该原始多相交流电，并对该原始多相交流电进行电能变换，以使得该m个积木式变流单元的相应m个第i对单相输出端子一一对应地输出m个第i相单相交流电，其中1≤i≤n且i为整数，该m个第i对单相输出端子中的相应m个正端输出端子相互连接并且将该m个第i对单相输出端子中的相应m个负端输出端子相互电连接，使得该m个第i相交流电并联输出至该牵引电机的第i相定子绕组，以向该牵引电机供给该目标交流电的第i相交流电。

本发明第三方面提供一种牵引变流系统，该牵引变流系统对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机供给目标交流电，该牵引变流系统包括m个积木式变流单元，m≥2且m为整数，其中每个该积木式变流单元分别具有与该目标交流电的相数对应的n对单相输出端子，n≥3且n为整数，每一对单相输出端子分别包括一正端输出端子和一负端输出端子；并且该m个积木式变流单元分别接收该原始多相交流电，并对该原始多相交流电进行电能变换，以使得该m个积木式变流单元的相应m个第i对单相输出端子一一对应地输出m个第i相单相交流电，其中1≤i≤n且i为整数，通过将第k个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的负端输出端子和第k+1个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的正端输出端子的方式使得该m个积木式变流单元依次级联，该m个第i相交流电串联输出至该牵引电机的第i相定子绕组，以向该牵引电机供给该目标交流电的第i相交流电，其中1≤k<m且k为整数。

优选地，每个该积木式变流单元包括变压器单元和n个变流子单元，其中该变压器单元用于将该原始多相交流电移相并降压为n个低压多相交流电以分别供给至该n个变流子单元，在该n个变流子单元中，第i个变流子单元将第i个低压多相交流电转换为该第i相单相交流电。

优选地，该原始多相交流电和该目标交流电均为三相交流电。

优选地，该开关柜包括2×m×n个可控开关，每个该可控开关的一端与该m个积木式变流单元的m×n对单相输出端子一一对应连接；通过改变该2×m×n个可控开关的另一端的连接关系，选择性地将该牵引变流系统切换至该并联模式或该串联模式。

优选地，该变流子单元为多电平变流单元，该多电平变流单元包括多相整流功率单元、单相逆变单元、电容单元和输出电抗单元。

优选地，该积木式变流单元的数量能够根据该目标交流电的电压等级和/或电流等级而改变。

优选地，该牵引变流系统包括两个积木式变流单元。

利用本发明的牵引变流系统，当需要低压大电流时，多个积木式变流单元并联输出，当需要高压小电流时，多个积木式变流单元串联输出。

其优点是：

(1)积木式结构，可以根据需要设为并联大电流或者串联高电压；

(2)降低备用件的成本；

(3)线路改造或者提速时，变流器容量容易扩展。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出本发明的牵引变流系统的系统组成示意图。

图2示出本发明的牵引变流系统的积木式变流单元的组成示意图。

图3示出作为本发明的牵引变流系统的变压器单元的示例的输入移相变压器的示意图。

图4示出作为本发明的牵引变流系统的变流子单元的示例的三电平变流子单元的示意图。

图5示出作为本发明的牵引变流系统运行于串联模式时的系统组成示意图。

图6示出作为本发明的牵引变流系统运行于并联模式时的系统组成示意图。

图7示出本发明的牵引变流系统具有两个以上积木式变流单元时的组成示意图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

图1示出本发明的牵引变流系统1，牵引变流系统1对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机LSM供给目标交流电。此处以向高速磁浮的牵引电机供电作为示例地描述本发明的牵引变流系统1，即，原始多相交流电和目标交流电均为三相交流电。

本发明的牵引变流系统1包括积木式变流单元模块10、开关柜20、集中控制装置30。

积木式单元

积木式变流单元模块10可以如图1所示包括两个积木式变流单元M1、M2，也可如图7所示包括多于两个以上的积木式变流单元M1,M2,……Mj，j为大于2的整数。此处以图2为例说明本发明的积木式变流单元模块10，每个积木式变流单元分别具有与目标交流电的相数(即，三相)对应的三对单相输出端子。上述三对单相输出端子即一对A相输出端子、一对B相输出端子和一对C相输出端子。此处，每一对单相输出端子分别包括一正输出端子和一负输出端子。

当希望输出更多相数交流电时，相应地增加每个积木式变流单元的单相输出端子对数。

在此处示例地使得目标交流电为三相交流电，则积木式变流单元M1的一对A相输出端子分别具有正输出端子M1A+和负输出端子M1A-；B相输出端子分别具有正输出端子M1B+和负输出端子M1B-，C相以此类推。积木式变流单元M2具有与积木式变流单元M1相同的构成，即，积木式变流单元M2的一对A相输出端子分别具有正输出端子M2A+和负输出端子M2A-，B相、C相以此类推。

两个积木式变流单元M1、M2分别接收同样的原始三相交流电U、V、W，并对原始三相交流电进行电能变换，以使得两个积木式变流单元M1、M2的相应两个第i对单相输出端子一一对应地输出两个根据集中控制装置30的设定输出幅值和相位受控的第i相单相交流电，其中1≤i≤3。

例如，积木式变流单元M1的一对A相输出端子M1A+、M1A-之间输出第一个A相交流电。积木式变流单元M2的一对A相输出端子M2A+、M2A-之间输出第二个A相交流电。显然，此处单相交流电的数量与积木式变流器的数量是对应的。

类似地，两个积木式变流单元M1、M2也输出两个B相交流电与两个C相交流电。对于常规的三相系统，A相、B相和C相的基波电压相位依次错开120度。

图2至图4具体地示出本发明的一个积木式变流单元M1的具体结构，此处参照图2至图4描述本发明的积木式变流单元实现上述三相输入-三相输出的变流功能的方式。

每个积木式变流单元包括一个单独的多绕组变压器单元11、三个变流子单元12A、12B、12C和一个控制子单元13。

多绕组变压器

多绕组变压器单元11负责把网侧高压(如10kv或者35Kv)转换为隔离的低压(如3kv)，其示意图如图3所示，具体地，多绕组变压器单元11用于将原始三相交流电移相并降压为三个低压三相交流电，分别供给至三个三电平变流子单元12A、12B、12C。

即，多绕组变压器单元11的一组三个输出低压端子TA1、TB1、TC1分别连接至变流子单元12A的三相输入端子LA1、L1B、LC1，以向变流子单元12A供给低压三相交流电。另一组三个输出低压端子TA2、TB2、TC2分别连接至变流子单元12B的三相输入端子LA2、LB2、LC2，以向变流子单元12B供给低压三相交流电。

在每个积木式变流单元中，变流子单元的数量、多绕组变压器所转换得到的低压多相交流电的数量也是和目标交流电的相数对应、即与单相输出端子的对数对应。此处因目标交流电为三相交流电，因此多绕组变压器单元将原始三相交流电转化为三个低压三相交流电。

由此，已经得到相数和个数均与变流子单元的数量相对应的一组低压多相交流电。

变流子单元

接下来，如图2所示，进行多相输入-单相输出的中间转换过程。

在三个变流子单元12A、12B、12C中的第i个变流子单元将第i个低压多相交流电转换为第i相单相交流电，因此处相数为3，因此1≤i≤3。

换言之，第一个变流子单元12A将第一个经由多绕组变压器单元11移相降压所得到的低压三相交流电转换为第一相单相交流电，例如为A相交流电，并经由积木式变流单元M1的一对A相输出端子M1A+、M1A-输出。

第二个变流子单元12B将第一个经由多绕组变压器单元11移相降压所得到的低压三相交流电转换为第二相单相交流电，例如为B相交流电，并经由积木式变流单元M1的一对B相输出端子M1B+、M1B-输出。

类似地，第三个变流子单元12C转换生成C相交流电，并经由C相输出端子M1C+、M1C-输出。

具体地，以第一个变流子单元12A为例，图4示出了本发明所采用的三电平变流单元，其余两个变流子单元12B、12C能够具有与第一个变流子单元相同的构造。

在第一个变流子单元12A中，包括有三相整流功率单元12A1、单相逆变单元12A2、电容单元12A3和输出电抗12A4单元。在控制子单元13的控制下，三相整流功率单元12A1和单相逆变单元12A2通过三相可控整流、单相逆变变成单相交流输出，例如A相交流输出。

此处，变流子单元12A、12B、12C为三电平变流单元。即，假如总直流电压为Ud，相电压可以输出+0.5Ud，0，-0.5Ud三种电压等级输出，一个变流器子单元线电压可以输出+Ud，+0.5Ud，0，-0.5Ud，Ud五种电压等级输出。变流子单元也可以采用现有技术中其余多电平变流单元，例如五电平变流单元、七电平变流单元、任意组合的MMC变流单元等。功率单元可以由IGBT、IEGT或者IGBT组成。

控制子单元

控制子单元13主要包括控制板、光纤、驱动板、电压传感器和电流传感器等组成，通过接收集中控制装置30(见图1)的命令并解析转化为对三相整流功率单元12A1、单相逆变单元12A2的开关器件的脉冲触发控制。

图5和图6是两个积木式变流单元通过串/并联组合实现高电压/大电流的示意图，M1的三个变流子单元12A、12B、12C已经分别通过A相输出端子M1A+、M1A-、B相输出端子M1B+、M1B-和C相输出端子M1C+、M1C-分别输出A相交流电、B相交流电和C相交流电的同时，积木式变流单元M2也以与积木式变流单元M1相同的方式分别通过A相输出端子M2A+、M2A-、B相输出端子M2B+、M2B-和C相输出端子M2C+、M2C-分别输出A相交流电、B相交流电和C相交流电，如图5和图6所示。

由此，本发明的牵引供电系统相比于传统的电路结构，省去了输出变压器，且为每个积木式变流单元单独设置移相降压变压器(即，多绕组变压器11)。因此需要扩容时，只需增加积木式变流单元的数量，无需像现有技术那样对输入变压器进行改造，即，根据应用系统需要改变积木式变流单元数量和串并联组合能够根据目标交流电的电压等级和/或电流等级而改变。例如此处示出的牵引变流系统1包括两个积木式变流单元M1、M2，然而当需要对变流器进行扩容时，可以具有任意多个积木式变流单元，简单方便，适应性强，如图7所示。

开关柜

如图1、5、6所示，牵引变流系统1还包括开关柜20，两个积木式变流单元M1、M2通过开关柜20电连接至牵引电机LSM，并且：开关柜20包括一系列可控开关J1-J12，每个可控开关的一端与两个积木式变流单元M1、M2的共六对单相输出端子一一对应连接，即可控开关的数量是积木式变流单元的数量与目标交流电相位数的乘积的两倍，例如图中所示的三相系统、两个积木单元则有2×3×2＝12个可控开关J1-J12。通过改变十二个可控开关的另一端的连接关系，选择性地将牵引变流系统1切换至并联模式或串联模式。如果更多的积木单元则需要更多的开关。

具体地，根据目标交流电的电流等级和/或电压等级，改变开关柜20中两个或更多个积木式变流单元的十二个单相输出端子的连接关系即是改变与这十二个单相输出端子一一对应连接的十二个可控开关的另一端的连接关系，从而选择性地将牵引变流系统切换至并联模式或串联模式。

下面将分别阐述本发明的牵引变流系统串联模式和并联模式。

串联模式

参见图5，以两个积木式变流单元为例(M1、M2)，将M1的第i对单相负输出端子与相应的M2的正输出端子连接，将M1的正输出端子连接到电机定子，M2的负端子依次向后连接，因此处相数为3，因此1≤i≤3。

即，将与积木式变流单元M1中的A相输出端子中的正输出端子M1A+相连接的可控开关J1的另一端连接至牵引电机LSM的A相定子绕组，将与积木式变流单元M1中的A相输出端子中的负输出端子M1A-相连接的可控开关J2的另一端和与积木式变流单元M2中的A相输出端子中的正输出端子M2A+相连接的可控开关J7的另一端相连接，并且将与积木式变流单元M2中的A相负输出端子M2A-相连接的可控开关J8的另一端连接至中性点U0处，以使得两个A相交流电串联输出至牵引电机的A相定子绕组，以向牵引电机供给目标三相交流电的A相交流电。

依次类推，可控开关J3连接到牵引电机LSM的B相定子绕组，可控开关J4与可控开关J9相互连接，可控开关J10连接到中性点U0处，以使得两个B相交流电串联输出至牵引电机的B相定子绕组，以向牵引电机供给目标三相交流电的B相交流电。

可控开关J5连接到牵引电机LSM的C相定子绕组，可控开关J6与可控开关J11相互连接，可控开关J12连接到中性点U0处，以使得两个C相交流电串联输出至牵引电机的C相定子绕组，以向牵引电机供给目标三相交流电的C相交流电。

并联模式

参见图6，将两个积木式变流单元M1、M2中各自具有的第i对单相输出端子中的相应两个正输出端子相互连接并且将相应两个负输出端子也相互电连接，因此处相数为3，因此1≤i≤3。即，将和积木式变流单元M1中的A相输出端子中的正输出端子M1A+相连接的可控开关J1的另一端与和积木式变流单元M2中的A相输出端子中的正输出端子M2A+相连接的可控开关J7的另一端相互连接并连接至牵引电机LSM的A相定子绕组以作为电机定子A相，将可控开关J3与可控开关J6相互连接并连接至牵引电机LSM的B相定子绕组以作为电机定子B相，将可控开关J5与可控开关J11相互连接并连接至牵引电机LSM的C相定子绕组以作为电机定C相，并将所有与负端输出端子M1A-、M1B-、M1C-、M2A-、M2B-、M2C-相连接的可控开关J2、J4、J6、J8、J10、J12连接至中性点U0处。

如此，使得两个积木式变流单元M1、M2的两个A相交流电并联输出至牵引电机的A相定子绕组，两个积木式变流单元M1、M2的两个B相交流电并联输出至牵引电机的B相定子绕组，两个积木式变流单元M1、M2的两个C相交流电并联输出至牵引电机的C相定子绕组，以分别向牵引电机供给目标三相交流电的A相交流电、B相交流电和C相交流电。

换言之，由于m个积木式变流单元都产生了与目标交流电相位数n相同数量的单相交流电，因此所有单相交流电的总数量即是积木式变流单元的数量与目标交流电相位数的乘积m×n。通过将上述m×n个单相交流电按相位进行分组，通过选择性地将每组m个同相位的单相交流电串联或并联。即使在积木式变流单元数量已经确定的情况下，也能够改变整个牵引变流系统1的总输出电压和总输出电流，通过积木式单元和开关的串联组合实现高电压，并联组合实现大电流输出，混合输出实现高压、大电流，以适应于目标交流电的电流等级和/或电压等级变化。

集中控制装置30

图1中集中控制装置30是整个变流系统的整体控制单元，其通过光纤和积木式变流单元模块10的控制子单元进行数据交互，主要采集积木式变流单元模块10中变流子单元的电压、电流、功率器件状态等信息，通过光纤传输触发脉冲控制功率器件的开通和关断进行控制积木式变流单元模块10的输出电压相位。集中控制也采集开关柜20中各个开关的状态和负载的电压电流信息，根据不同场合的需要下发不同的命令控制开关柜各个开关的导通和关断。

这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

某些术语在本申请文件中自始至终用来指示特定系统部件。如本领域的技术人员将认识到的那样，通常可以用不同的名称来指示相同的部件，因而本申请文件不意图区别那些只是在名称上不同而不是在功能方面不同的部件。在本申请文件中，以开放的形式使用术语“包括”、“包含”和“具有”，并且因此应将其解释为意指“包括但不限于…”。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种牵引变流系统，所述牵引变流系统对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机供给目标交流电，

所述牵引变流系统包括m个积木式变流单元，m≥2且m为整数，其中

每个所述积木式变流单元分别具有与所述目标交流电的相数对应的n对单相输出端子，n≥3且n为整数，每一对单相输出端子分别包括一正端输出端子和一负端输出端子；并且

所述m个积木式变流单元分别接收所述原始多相交流电，并对所述原始多相交流电进行电能变换，以使得所述m个积木式变流单元的相应m个第i对单相输出端子一一对应地输出m个第i相单相交流电，其中1≤i≤n且i为整数，并且：

所述牵引变流系统还包括开关柜，所述m个积木式变流单元通过所述开关柜电连接至所述牵引电机，根据所述目标交流电的电流等级和/或电压等级，通过在所述开关柜中改变所述m个积木式变流单元的m×n对单相输出端子的连接关系，以选择性地将所述牵引变流系统切换至并联模式或串联模式。

2.根据权利要求1所述的牵引变流系统，其特征在于，

在所述并联模式中，通过将所述m个第i对单相输出端子中的相应m个正端输出端子相互连接并且将所述m个第i对单相输出端子中的相应m个负端输出端子相互电连接，使得所述m个第i相交流电并联输出至所述牵引电机的第i相定子绕组，以向所述牵引电机供给所述目标交流电的第i相交流电；

在所述串联模式中，通过将第k个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的负端输出端子和第k+1个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的正端输出端子的方式使得所述m个积木式变流单元依次级联，所述m个第i相交流电串联输出至所述牵引电机的第i相定子绕组，以向所述牵引电机供给所述目标交流电的第i相交流电，其中1≤k<m且k为整数。

3.一种牵引变流系统，所述牵引变流系统对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机供给目标交流电，

所述牵引变流系统包括m个积木式变流单元，m≥2且m为整数，其中

每个所述积木式变流单元分别具有与所述目标交流电的相数对应的n对单相输出端子，n≥3且n为整数，每一对单相输出端子分别包括一正端输出端子和一负端输出端子；并且

所述m个积木式变流单元分别接收所述原始多相交流电，并对所述原始多相交流电进行电能变换，以使得所述m个积木式变流单元的相应m个第i对单相输出端子一一对应地输出m个第i相单相交流电，其中1≤i≤n且i为整数，所述m个第i对单相输出端子中的相应m个正端输出端子相互连接并且将所述m个第i对单相输出端子中的相应m个负端输出端子相互电连接，使得所述m个第i相交流电并联输出至所述牵引电机的第i相定子绕组，以向所述牵引电机供给所述目标交流电的第i相交流电。

4.一种牵引变流系统，所述牵引变流系统对从外部电网接收的原始多相交流电进行电能变换，以向牵引电机供给目标交流电，

所述牵引变流系统包括m个积木式变流单元，m≥2且m为整数，其中

每个所述积木式变流单元分别具有与所述目标交流电的相数对应的n对单相输出端子，n≥3且n为整数，每一对单相输出端子分别包括一正端输出端子和一负端输出端子；并且

所述m个积木式变流单元分别接收所述原始多相交流电，并对所述原始多相交流电进行电能变换，以使得所述m个积木式变流单元的相应m个第i对单相输出端子一一对应地输出m个第i相单相交流电，其中1≤i≤n且i为整数，

通过将第k个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的负端输出端子和第k+1个积木式变流单元的第i对单相输出端子中的正端输出端子的方式使得所述m个积木式变流单元依次级联，所述m个第i相交流电串联输出至所述牵引电机的第i相定子绕组，以向所述牵引电机供给所述目标交流电的第i相交流电，其中1≤k<m且k为整数。

5.根据权利要求1-4任一所述的牵引变流系统，其特征在于：

每个所述积木式变流单元包括变压器单元和n个变流子单元，其中

所述变压器单元用于将所述原始多相交流电移相并降压为n个低压多相交流电以分别供给至所述n个变流子单元，

在所述n个变流子单元中，第i个变流子单元将第i个低压多相交流电转换为所述第i相单相交流电。

6.根据权利要求1-4任一所述的牵引变流系统，其特征在于：

所述原始多相交流电和所述目标交流电均为三相交流电。

7.根据权利要求1-4所述的牵引变流系统，其特征在于：

所述开关柜包括2×m×n个可控开关，每个所述可控开关的一端与所述m个积木式变流单元的m×n对单相输出端子一一对应连接；

通过改变所述2×m×n个可控开关的另一端的连接关系，选择性地将所述牵引变流系统切换至所述并联模式或所述串联模式。

8.根据权利要求5所述的牵引变流系统，其特征在于：

所述变流子单元为多电平变流单元，所述多电平变流单元包括多相整流功率单元、单相逆变单元、电容单元和输出电抗单元。

9.根据权利要求1-4任一所述的牵引变流系统，其特征在于：

所述积木式变流单元的数量能够根据所述目标交流电的电压等级和/或电流等级而改变。

10.根据权利要求1-4任一所述所述的牵引变流系统，其特征在于：

所述牵引变流系统包括两个积木式变流单元。

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