CN114157178A - 一种新型牵引变流器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种新型牵引变流器，涉及电力电子技术领域。本发明将交错并联技术和多电平技术应用于牵引变流器，每个前级CHB包含N相输入，通过N相的电感相互耦合，交错控制，使输出到电容Cin的电压纹波大幅减小，因此可以有效的减小滤波电感和电容体积，从而减小整个模块的体积；后级DC‑AC环节采用AC‑Link拓扑结构，软开关能降低开关损耗，采用高频变压器实现电气隔离，本发明提出的新型牵引变流器体积小、功率密度高、噪音小；且本发明的变流器模块数量可以根据整机的功率等级、电压等级和现场需求进行灵活配置且全部采用标准化器件，能很好解决牵引变流器成本高等问题，减小了功率回路的寄生参数，提高了装置的可靠性。

Description

一种新型牵引变流器
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种新型牵引变流器。
背景技术
目前，电力机车牵引传动系统主要通过传统工频变压器实现降压和隔离功能，而大功率的工频变压器体积和重量都很大，占用了列车车厢体积，增加列车设计难度。在动车组中，牵引系统是分布在整个列车的不同区间位置，这对牵引变流器的重量和体积要求非常高。
现有技术中最有前景的解决方案是采用电力电子变压器。我们知道提高交流电的频率可以减小变压器体积，但需要先将工频交流电转换为中高频交流电，即交-直-交变换。而变压器原边通常为中压配电网,目前的电力电子器件还无法承受这么高的电压,因此目前的电力电子变压器主要采用多电平技术，即将耐压低的器件串联来提高耐压等级，比如级联多电平变换器CHB,模块化多电平变换器(MMC)等。目前的电力电子变压器采用耐压值在3.3KV-6.5KV的IGBT，其开关频率只能达到百Hz到千Hz，且可靠性不高，目前市场尚未出现成熟化的应用于牵引系统的电力电子变压器。
为此，公开号为：CN103124132A的发明申请提供一种机车牵引变流器，包括牵引变流柜，所述牵引变流柜内固定安装有整流器、中间驱动交流电路及牵引逆变器，所述整流器的输出端与所述中间驱动交流电路的输入端电连接，所述中间驱动交流电路的输出端与所述牵引逆变器的输入端电连接，还包括辅助变流器，所述辅助变流器的输入端与所述中间驱动交流电路的输出端电连接，且所述辅助变流器与所述牵引逆变器并联。该将牵引逆变器与辅助变流器集成于同一个牵引变流柜，因此降低了占用空间，同时，使得中间驱动交流电路与辅助变流器之间的电路连接线变短，降低了外部电气元件对其产生的电磁干扰。
但是，仍未从根本上解决变压器体积和电力电子器件承受电压的问题，此外，现有的的牵引变流器一般根据所需电压等级单独设计，通用性差，扩展和适用性都很难满足需求，且不方便维护。
因此，有必要提供一种新型牵引变流器来解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种新型牵引变流器，将交错并联技术和多电平技术应用于牵引变流器，每个前级CHB包含N相输入，通过N相的电感相互耦合，交错控制，使输出到电容Cin的电压纹波大幅减小，因此可以有效的减小滤波电感和电容体积，从而减小整个模块的体积；后级DC-AC环节采用AC-Link拓扑结构，软开关能降低开关损耗，采用高频变压器实现电气隔离，本发明提出的新型牵引变流器体积小、功率密度高、噪音小；且本发明的变流器模块数量可以根据整机的功率等级、电压等级和现场需求进行灵活配置且全部采用标准化器件，能很好解决牵引变流器成本高等问题，减小了功率回路的寄生参数，提高了装置的可靠性。
本发明解决技术问题，所采用的技术方案是：
一种新型牵引变流器，包括多个变流器模块，通过模块化拓扑结构，对工频交流电进行分级降压和电气隔离；
所述模块化拓扑结构通过若干变流器模块串联而成，每个变流器模块均包括交流输入端、变流器电路和交流输出端；所述变流器电路用于对交流输入端输入的交流电进行电平变换和DC-AC变换，得到驱动交流电，所述驱动交流电通过交流输出端进行输出；
所述交流输入端包括两输入端子，所述交流输出端包括三相输出端子。
通过将各变流器模块的输入端子首尾串联形成分级降压拓扑结构，通过将各变流器模块的三相输出端子按照相位分别连节在一起，形成驱动交流电。
每个变流器模块的交流输出端都连接有电机，或者多个变流器模块的交流输出端的三相输出端子按照相位分别并联后再连接电机。所述交流输出端的三相输出端子通过在各相输出端直联电机，从而达到多电机驱动的效果。
作为更进一步的解决方案，所述变流器电路包括前级电平变换器和后级DC-AC变换器；所述前级电平变换器采用级联多电平变换器CHB，所述后级DC-AC变换器采用AC-Link变换器。
作为更进一步的解决方案，所述级联多电平变换器CHB包括级联输入端、级联子模块和级联输出端；
所述级联输入端包括第一输入端子和第二输入端子，所述第一输入端子和第二输入端子为交流输入端的两输入端子；所述第一输入端子将输入的交流电分解为N相级联输入，所述N相级联输入分别连接有N相级联子模块；所述第二输入端子与一相级联子模块对应连接后，并外接下一级级联多电平变换器CHB的第一输入端子；
所述级联多电平变换器CHB通过N相级联输入相互耦合和交错控制，使输出电容电压的纹波大大减小。
所述级联子模块对应设置有N相，N相与N相级联输入，与第二输入端子连接还设置有一相级联子模块，所述各相级联子模块的电气特性或电气结构相同。
作为更进一步的解决方案，各级联输入端分别串联电感后与对应级联子模块连接；所述级联子模块采用多电平H桥结构。
作为更进一步的解决方案，所述第一输入端子将输入的交流电分解为3相级联输入，所述3相级联输入分别串联电感L1、电感L2和电感L3后与对应级联子模块连接；所述级联子模块包括第一级联子模块、第二级联子模块、第三级联子模块和第四级联子模块；所述第一级联子模块、第二级联子模块、第三级联子模块和第四级联子模块均与电容Cin并联，所述电容Cin的两端作为级联输出端与后级DC-AC变换器连接。
作为更进一步的解决方案，所述第一级联子模块包括呈串联设置的开关管S5和开关管S6；第二级联子模块包括呈串联设置的开关管S7和开关管S8；第三级联子模块包括呈串联设置的开关管S9和开关管S10；第四级联子模块包括呈串联设置的开关管S11和开关管S12；所述串联电感L1接在开关管S5和开关管S6之间；所述串联电感L2接在开关管S7和开关管S8之间；所述串联电感L3接在开关管S9和开关管S10之间；所述第二输入端子连接接在S11和开关管S12之间。
作为更进一步的解决方案，所述AC-Link变换器包括输入源、原边全桥开关网络、变压器电路、副边整流滤波电路、输出源；所述输入源连接在电容Cin的两端，并输入到原边全桥开关网络中；所述原边全桥开关网络与后级的变压器电路电性连接，所述变压器电路与后级的副边整流滤波电路电性连接，所述副边整流滤波电路将整流后的驱动交流电通过输出源进行输出，所述输出源为变流器模块的正极输出端和负极输出端；将各变流器模块的正极输出端、负极输出端分别连节在一起，并组成AC-Link拓扑结构。
作为更进一步的解决方案，所述原边全桥开关网络包括开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4；所述开关管S1、开关管S2串联后与电容Cin并联；所述开关管S3、开关管S4串联后与电容Cin并联；
所述变压器电路包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、原边激磁电感Lm和变压器T；所述变压器T包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的一端接在开关管S1和开关管S2之间；所述原边绕组的另一端，并接在所述开关管S3、开关管S4之间；所述副边绕组的一端通过串联谐振电感Lr，并作为变压器电路的输出级与副边整流滤波电路连接，所述副边绕组的另一端通过串联谐振电容Cr，并作为变压器电路的另一输出级与副边整流滤波电路连接；所述副边绕组两端之间还接有原边激磁电感Lm；
所述副边整流滤波电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11和开关管Q12；
所述开关管Q1和开关管Q2反向串联并组成第一双向开关；开关管Q3和开关管Q4反向串联并组成第二双向开关；开关管Q5和开关管Q6反向串联并组成第三双向开关；开关管Q7和开关管Q8反向串联并组成第四双向开关；开关管Q9和开关管Q10反向串联并组成第五双向开关；开关管Q11和开关管Q12反向串联并组成第六双向开关；
所述第一双向开关、第四双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间，并将第一双向开关、第四双向开关的串联点作为A相输出点；
所述第二双向开关、第五双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间，并将第二双向开关、第五双向开关的串联点作为B相输出点；
所述第三双向开关、第六双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间,并将第三双向开关、第六双向开关的串联点作为C相输出点；
其中，所述A相输出点、B相输出点和C相输出点处还分别设置有滤波电容器，所述变压器T为磁芯变压器。
作为更进一步的解决方案，通过各桥臂上的开关管互补导通，且开关管电位存在死区，能实现软开关功能；所述开关管采用低耐压值功率器件，所述功率器件是MOSFET和/或IGBT。
与相关技术相比较，本发明提供的用于一种新型牵引变流器具有如下有益效果：
1、本发明将交错并联技术和多电平技术应用于牵引变流器，每个前级CHB包含N相输入，通过N相的电感相互耦合，交错控制，大大减小了电容Cin的电压纹波，因此可以有效的减小滤波电感和电容体积，从而减小整个模块的体积；
2、本发明的后级DC-AC环节采用AC-Link拓扑结构，后级AC-Link的开关频率可达100KHz，前级CHB的开关频率20KHz左右，软开关能降低开关损耗，采用高频变压器实现电气隔离，体积小，功率密度高，噪音小；
3、本发明通过用耐压值低的功率开关器件取代目前常用的耐压值高的功率开关器件，从而可以提高开关频率，减小模块体积，提高功率密度，使每个模块体积更小，更加方便布局，且总重量和体积更小，尤其适用于双层列车等对空间和质量要求严格的场合；
4、本发明的变流器模块数量可以根据整机的功率等级，电压等级和现场需求进行灵活配置且全部采用标准化器件，可以很好解决牵引变流器成本高等问题；由于采用模块化设计，功率模块间的连线大大减少，从而减小了功率回路的寄生参数，提高了装置的可靠性，从而达到成本和效率最优。
附图说明
图1为本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例级联拓扑结构示意图；
图2为本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例变流器模块电路图；
图3为本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例级联拓扑电路图；
图4为本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例前级CHB第1相工作时的电流流通路径；
图5为本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例前级CHB第2相工作时的电流流通路径；
图6为本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例前级CHB第3相工作时的电流流通路径；
图7本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例开关管电位-时序图；
图8本发明提供的一种新型牵引变流器的较佳实施例输入电容电压波形图。
其中，图4、图5和图6中a、b分别代表不同工作阶段下的电流流通路径，电流流通路径为实线路径；图8为输入电容叠加前、后的电压波形。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图8所示，本发明提供的一种新型牵引变流器，所述新型牵引变流器为模块化牵引变流器，通过模块化拓扑结构，对工频交流电进行分级降压和电气隔离。
需要说明的是：由于不同的场景和电压电流需求不同，现有的牵引变流器大多数是根据场景进行单独设计，这种方式从一方面来讲的确在适配某一具体运用场景时能做到各项指标均严格对应，但是也限制了其通用性，基本上在其他场景中无法移植或移植困难；此外，由于其结构各异，在维护检修时，其人力、物力成本也会很高。在电力机车牵引传动系统中，由于各动车组的牵引变流器需求各不相同，若逐一采用单独设计，其设计成本和时间成本均是很高昂的，故本实施例通过将牵引变流器模块化，并利用拓扑结构实现对工频交流电进行分级降压和电气隔离，从而能更好的适应不同的牵引变流器需求场景。
具体的，所述模块化拓扑结构通过若干变流器模块串联而成，每个变流器模块均包括交流输入端、变流器电路和交流输出端；所述变流器电路用于对交流输入端输入的交流电进行电平变换和DC-AC变换，得到驱动交流电，所述驱动交流电通过交流输出端进行输出。
其中，所述变流器模块的数目是根据具体情况而定，我们在实际的使用时，根据所需要的电压值和工频电压值之间的差距来确定并联的变流器模块数目；从而很好的适应不同的运用场景和需求，此外，由于其模块结构也相同，故安装维护也十分便利，非常适合构建动车标准化维护、安装操作流程。
具体的，所述交流输入端包括两输入端子，所述交流输出端包括三相输出端子；所述新型牵引变流器通过将各变流器模块的输入端子首尾串联形成分级降压拓扑结构，通过将各变流器模块的三相输出端子按照相位分别连节在一起，形成驱动交流电。
进一步的，每个变流器模块的交流输出端都连接有电机，或者多个变流器模块的交流输出端按照相位分别并联后再连接电机。即：每个交流输出端包括三相输出端子，每个模块都有三相输出，输出可以有多种连接模式，可以每个输出都带一个电机，也可以所有输出的三相并联后再带电机，因为高铁中的牵引电机并非一个，而是有很多，所以输出连接情况要结合实际情况来确定，故所述交流输出端的三相输出端子还能通过在各相输出端直联电机，从而达到多电机驱动的效果。
作为更进一步的解决方案，如图2所示，所述变流器电路包括前级电平变换器和后级DC-AC变换器；所述前级电平变换器采用级联多电平变换器CHB，所述后级DC-AC变换器采用AC-Link变换器。
需要说明的是：在动车组中，牵引系统是分布在整个列车的不同区间位置，这对牵引变流器的重量和体积要求非常高，现有牵引变流器的高频变压器开关频率在20KHz以下，而我们知道提高交流电的频率可以减小变压器体积；为了减小整个模块的体积；本实施例将通用电力电子技术应用到牵引变流器系统，通过前级电平变换器采用级联多电平变换器CHB实现其开关频率到20KHz以上并把前级级联多电平变换器CHB和AC-Link变换器组成一个变流器模块。此变流器模块具备体积小，结构紧凑，可靠性高等特点，此外，由于采用拓扑结构，可根据实际电压等级确定所需模块数，使牵引变流器布局更灵活，通用性更强，维护更方便。
作为更进一步的解决方案，如图2中的级联多电平变换器CHB所示，所述级联多电平变换器CHB包括级联输入端、级联子模块和级联输出端；所述联输入端包括第一输入端子和第二输入端子，所述第一输入端子和第二输入端子即为交流输入端的两输入端子；所述第一输入端子将输入的交流电分解为N相级联输入，所述N相级联输入分别连接有N相级联子模块；所述第二输入端子与一相级联子模块对应连接后，并外接下一级级联多电平变换器CHB的第一输入端子。
需要注意的是：所述级联多电平变换器CHB通过N相级联输入相互耦合和交错控制，使输出电容电压的纹波大大减小；所述级联子模块对应设置有N相，N相与N相级联输入，与第二输入端子连接还设置有一相级联子模块，所述各相级联子模块的电气特性或电气结构相同。
作为更进一步的解决方案，各级联输入端分别串联电感后与对应级联子模块连接；所述级联子模块采用多电平H桥结构。
级联多电平H桥结构的输出电压谐波含量小，易于实现模块化，且适用于高压大功率场合，很好的匹配了电力机车牵引传动系统对变流器电路的各项电气特性需求，此外模块化结构还能降低生产成本和维护的难度，H桥结构还具备高稳定性的特点，多个级联子模块能为整个系统提供冗余保护。
本实施例将磁集成技术、交错并联技术和多电平技术应用于牵引变流器，每个前级CHB模块包含N相输入(本实施例中N＝3)，N相的电感相互耦合，集成在一个磁芯上，每相电路的驱动控制错开360/N度，使输出到电容Cin的电压纹波大幅减小，因此可以有效的减小滤波电容体积。相比采用单个的电感，输入侧多相电感相互耦合到一个磁芯(磁集成)，不但可以减小电感整体所占用的体积，而且可以使输入电流纹波减小，从而减小对电网的冲击，进而提高整体系统的稳定性。
作为更进一步的解决方案，所述第一输入端子将输入的交流电分解为3相级联输入，所述3相级联输入分别串联电感L1、电感L2和电感L3后与对应级联子模块连接；所述级联子模块包括第一级联子模块、第二级联子模块、第三级联子模块和第四级联子模块；所述第一级联子模块、第二级联子模块、第三级联子模块和第四级联子模块均与电容Cin并联，所述电容Cin的两端作为级联输出端与后级DC-AC变换器连接。
作为更进一步的解决方案，所述第一级联子模块包括呈串联设置的开关管S5和开关管S6；第二级联子模块包括呈串联设置的开关管S7和开关管S8；第三级联子模块包括呈串联设置的开关管S9和开关管S10；第四级联子模块包括呈串联设置的开关管S11和开关管S12；所述串联电感L1接在开关管S5和开关管S6之间；所述串联电感L2接在开关管S7和开关管S8之间；所述串联电感L3接在开关管S9和开关管S10之间；所述第二输入端子连接接在S11和开关管S12之间。
具体的：如图4至图7所示，当N＝3时，前级CHB各相工作时的电流流通路径如图所示；各相产生的电压的电位-时序图如图7所示，我们由此可以看出，各相的电压交错设置，对其进行交错并联能得到极为稳定的电压输出，从而达到稳定运行的目的。
作为更进一步的解决方案，所述AC-Link变换器包括输入源、原边全桥开关网络、变压器电路、副边整流滤波电路、输出源；所述输入源连接在电容Cin的两端，并输入到原边全桥开关网络中；所述原边全桥开关网络与后级的变压器电路电性连接，所述变压器电路与后级的副边整流滤波电路电性连接，所述副边整流滤波电路将整流后的驱动交流电通过输出源进行输出，所述输出源即为变流器模块的正极输出端和负极输出端；将各变流器模块的正极输出端、负极输出端分别连节在一起，并组成AC-Link拓扑结构。
本发明后级DC-AC环节采用AC-Link拓扑结构，输出的三相交流电可直接驱动牵引电机，实现驱动和供电一体化，从而减轻机车整体的重量和体积。后级AC-Link的开关频率可达100KHz，前级CHB的开关频率20KHz左右，采用软开关降低开关损耗，采用高频变压器实现电气隔离，体积小，功率密度高，噪音小。
AC-Link拓扑结构应用范围广，所需功率模块的数量可以根据整机的功率等级，电压等级和现场需求进行灵活配置且全部采用标准化器件，可以很好解决牵引变流器成本高等问题。由于采用模块化设计，功率模块间的连线大大减少，从而减小了功率回路的寄生参数，提高了装置的可靠性，从而达到成本和效率最优。
作为更进一步的解决方案，所述原边全桥开关网络包括开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4；所述开关管S1、开关管S2串联后与电容Cin并联；所述开关管S3、开关管S4串联后与电容Cin并联；
所述变压器电路包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、原边激磁电感Lm和变压器T；所述变压器T包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的一端接在开关管S1、开关管S2之间；所述原边绕组的另一端，并接在所述开关管S3、开关管S4之间；所述副边绕组的一端通过串联谐振电感Lr，并作为变压器电路的输出级与副边整流滤波电路连接，所述副边绕组的另一端通过串联谐振电容Cr，并作为变压器电路的另一输出级与副边整流滤波电路连接；所述副边绕组两端之间还接有原边激磁电感Lm；
所述副边整流滤波电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11和开关管Q12；
所述开关管Q1和开关管Q2反向串联并组成第一双向开关；开关管Q3和开关管Q4反向串联并组成第二双向开关；开关管Q5和开关管Q6反向串联并组成第三双向开关；开关管Q7和开关管Q8反向串联并组成第四双向开关；开关管Q9和开关管Q10反向串联并组成第五双向开关；开关管Q11和开关管Q12反向串联并组成第六双向开关；
所述第一双向开关、第四双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间，并将第一双向开关、第四双向开关的串联点作为A相输出点；
所述第二双向开关、第五双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间，并将第二双向开关、第五双向开关的串联点作为B相输出点；
所述第三双向开关、第六双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间,并将第三双向开关、第六双向开关的串联点作为C相输出点；
其中，所述A相输出点、B相输出点和C相输出点处还分别设置有滤波电容器，所述变压器T为磁芯变压器。
需要说明的是：当N＝3时，具备A、B、C三个相位输出点，输出的三相交流电可直接驱动牵引电机，实现驱动和供电一体化，从而减轻机车整体的重量和体积。当然也可以根据实际情况改变其相位输出点数。
作为更进一步的解决方案，通过各桥臂上的开关管互补导通，且开关管电位存在死区，能实现软开关功能；所述开关管采用低耐压值功率器件，所述功率器件是MOSFET和/或IGBT。作为一个实施例，在本实施方式中，所述全控开关使用MOSFET管，所述MOSFET管是耐压值为800-1200V的MOSFET管。
需要说明的是：通过图7和图8我们不难看出，各桥臂上的开关管互补导通，且开关管电位存在死区，能实现软开关功能；其本发明将通用电力电子技术思想应用于牵引变流器，目前应用于牵引变流器的开关器件主要为高压功率器件，而高压功率器件工作频率低，可靠性不高，导致系统中变压器和无源器件体积较大。本发明用耐压值低的功率器件取代目前常用的耐压值高的功率器件，从而可以提高开关频率，减小模块体积，提高功率密度。虽然所需级联的模块数量更多，但每个模块体积更小，更加方便布局，且总重量和体积更小，尤其适用于双层列车等对空间和质量要求严格的场合，此外，功率器件可以是MOSFET，也可以是IGBT及其组合。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型牵引变流器，其特征在于，包括多个变流器模块，通过模块化拓扑结构，对工频交流电进行分级降压和电气隔离；
所述模块化拓扑结构通过若干变流器模块串联而成，所述变流器模块包括交流输入端、变流器电路和交流输出端；所述变流器电路用于对交流输入端输入的交流电进行电平变换和DC-AC变换，得到驱动交流电，所述驱动交流电通过交流输出端进行输出；
所述交流输入端包括两输入端子，所述交流输出端包括三相输出端子；
通过将各变流器模块的输入端子首尾串联形成分级降压拓扑结构，每个变流器模块的交流输出端都连接有电机，或者多个变流器模块的交流输出端按照相位分别并联后再连接电机。
2.根据权利要求1所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，所述变流器电路包括前级电平变换器和后级DC-AC变换器；所述前级电平变换器采用级联多电平变换器CHB，所述后级DC-AC变换器采用AC-Link变换器。
3.根据权利要求2所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，所述级联多电平变换器CHB包括级联输入端、级联子模块和级联输出端；
所述级联输入端包括第一输入端子和第二输入端子，所述第一输入端子和第二输入端子为交流输入端的两输入端子；所述第一输入端子将输入的交流电分解为N相级联输入，所述N相级联输入分别连接有N相级联子模块；所述第二输入端子与一相级联子模块对应连接后，并外接下一级级联多电平变换器CHB的第一输入端子；
所述级联多电平变换器CHB通过N相级联输入相互耦合和交错控制，使输出电容电压的纹波减小。
4.根据权利要求3所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，各级联输入端分别串联电感后与对应级联子模块连接；所述级联子模块采用多电平H桥结构。
5.根据权利要求4所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，所述第一输入端子将输入的交流电分解为3相级联输入，所述3相级联输入分别串联电感L1、电感L2和电感L3后与对应级联子模块连接；所述级联子模块包括第一级联子模块、第二级联子模块、第三级联子模块和第四级联子模块；所述第一级联子模块、第二级联子模块、第三级联子模块和第四级联子模块均与电容Cin并联，所述电容Cin的两端作为级联输出端与后级DC-AC变换器连接。
6.根据权利要求5所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，所述第一级联子模块包括呈串联设置的开关管S5和开关管S6；第二级联子模块包括呈串联设置的开关管S7和开关管S8；第三级联子模块包括呈串联设置的开关管S9和开关管S10；第四级联子模块包括呈串联设置的开关管S11和开关管S12；所述串联电感L1接在开关管S5和开关管S6之间；所述串联电感L2接在开关管S7和开关管S8之间；所述串联电感L3接在开关管S9和开关管S10之间；所述第二输入端子连接接在S11和开关管S12之间。
7.根据权利要求6所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，所述AC-Link变换器包括输入源、原边全桥开关网络、变压器电路、副边整流滤波电路、输出源；所述输入源连接在电容Cin的两端，并输入到原边全桥开关网络中；所述原边全桥开关网络与后级的变压器电路电性连接，所述变压器电路与后级的副边整流滤波电路电性连接，所述副边整流滤波电路将整流后的驱动交流电通过输出源进行输出，所述输出源为变流器模块的正极输出端和负极输出端；将各变流器模块的正极输出端、负极输出端分别连节在一起，并组成AC-Link拓扑结构。
8.根据权利要求7所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，所述原边全桥开关网络包括开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4；所述开关管S1、开关管S2串联后与电容Cin并联；所述开关管S3、开关管S4串联后与电容Cin并联；
所述变压器电路包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、原边激磁电感Lm和变压器T；所述变压器T包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的一端接在开关管S1和开关管S2之间；所述原边绕组的另一端，并接在所述开关管S3、开关管S4之间；所述副边绕组的一端通过串联谐振电感Lr，并作为变压器电路的输出级与副边整流滤波电路连接，所述副边绕组的另一端通过串联谐振电容Cr，并作为变压器电路的另一输出级与副边整流滤波电路连接；所述副边绕组两端之间还接有原边激磁电感Lm；
所述副边整流滤波电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11和开关管Q12；
所述开关管Q1、开关管Q2反向串联并组成第一双向开关；开关管Q3和开关管Q4反向串联并组成第二双向开关；开关管Q5和开关管Q6反向串联并组成第三双向开关；开关管Q7和开关管Q8反向串联并组成第四双向开关；开关管Q9和开关管Q10反向串联并组成第五双向开关；开关管Q11和开关管Q12反向串联并组成第六双向开关；
所述第一双向开关、第四双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间，并将第一双向开关、第四双向开关的串联点作为A相输出点；
所述第二双向开关、第五双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间，并将第二双向开关、第五双向开关的串联点作为B相输出点；
所述第三双向开关、第六双向开关串联后，接在变压器电路两输出级之间,并将第三双向开关、第六双向开关的串联点作为C相输出点；
其中，所述A相输出点、B相输出点和C相输出点处还分别设置有滤波电容器，所述变压器T为磁芯变压器。
9.根据权利要求8所述的一种新型牵引变流器，其特征在于，通过各桥臂上的开关管互补导通，且开关管电位存在死区，能实现软开关功能；所述开关管采用低耐压值功率器件，所述功率器件是MOSFET或IGBT。
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