CN204605546U - 一种牵引变流器主电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种牵引变流器主电路,包括预充电回路、两个四象限变流器、中间直流回路、过电压限制回路、电机逆变器、救援回送装置、牵引控制单元及短路器回路;一四象限变流器的输入端与预充电回路连接;另一四象限变流器的输入端连接列车牵引变压器二次侧;两个四象限变流器的输出端分别与中间直流回路连接;中间直流回路分别与过电压限制回路、电机逆变器及短路器回路连接;救援回送装置的输入端分别与110V蓄电单元及牵引变流器连接,其输出端与中间直流回路连接;过电压限制回路包括过电压限制电阻,过电压限制电阻设置于牵引变流器的箱体内。利用本实用新型可使辅助变流器在救援回送时工作,优化了列车的气动布局,减小了列车功率消耗。

Description

一种牵引变流器主电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及轨道交通交流传动系统牵引变流器领域,尤其涉及一种牵引变流器主电路。
背景技术
[0002] 列车中牵引变流器主电路的功能是在接触网网压在22.5kV〜29kV条件下,向转向架上的牵引电动机提供动力,满足列车电气牵引、再生制动和辅助系统供电要求。如图1所示,现有的列车中,牵引变流器主电路一般由预充电回路10、四象限变流器11和四象限变流器12、中间直流回路13、过电压限制回路14、电机逆变器15以及短路器回路16等组成。
[0003] 在现有的列车中,牵引变流器的主电路存在以下不足:
[0004] (I)输出功率不足。现代高速列车的运行速度逐步提高,载客量也渐渐增大,导致对牵引变流器的输出功率要求提高,有的车型要求列车轮周功率要超过10丽才能满足要求,而现有的牵引变流器主电路的输出功率很难满足上述要求。
[0005] (2)过电压限制电阻体积和重量过大。高速列车的过电压限制电阻在牵引变流器箱体外部放置,安装位置在列车车厢的顶部,用于将中间直流回路13的过电压泄放掉,并在某些工况下参与电制动,比如当接触网出现故障,导致电制动的能量无法回馈到接触网时,则需要将这部分电制动能量通过过电压限制电阻消耗掉,所以对过电压限制电阻的热容量和散热能力要求很高,导致其体积较大,重量较重,这就使列车的负荷变大,气动布局变差,增加了列车的功率消耗。
[0006] (3)目前,在新车出厂时不允许升弓,或运行途中发生无法运行的故障需要救援时,牵引变流器无法启机正常工作,因为辅助变流器的输入是由牵引变流器的中间直流回路13供电的,所以辅助变流器也就无法工作,这就导致了整个列车的空调系统、制动系统、照明系统等无法工作,无法保障列车故障时的运行安全和所载旅客的基本需求。
实用新型内容
[0007] 为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种牵引变流器主电路,包括预充电回路、两个四象限变流器、中间直流回路、过电压限制回路、电机逆变器、救援回送装置、牵引控制单元及短路器回路;
[0008] 其中一个所述四象限变流器的输入端与所述预充电回路连接;另一个所述四象限变流器的输入端连接列车的牵引变压器二次侧;两个所述四象限变流器的输出端分别与所述中间直流回路连接;所述中间直流回路分别与所述过电压限制回路、所述电机逆变器及所述短路器回路连接;所述救援回送装置的输入端分别与I1v蓄电单元及所述牵引变流器连接,其输出端与所述中间直流回路连接,所述救援回送装置向所述中间直流回路输出直流电压;以及
[0009] 所述过电压限制回路包括限电压斩波器和过电压限制电阻,所述过电压限制电阻设置于所述牵引变流器的箱体内。
[0010] 在一实施例中,所述预充电回路包括预充电接触器和预充电电阻。
[0011] 在一实施例中,所述中间直流回路包括支撑电容和谐振回路。
[0012] 在一实施例中,所述短路器回路包括短路器。
[0013] 在一实施例中,所述电机逆变器为三相逆变器。
[0014] 在一实施例中,所述救援回送装置包括DC/DC电源和保护电路,所述DC/DC电源与所述保护电路串联。
[0015] 在本实用新型提供的牵引变流器主电路中,过电压限制电阻的体积小、重量轻,设置在牵引变流器箱体内,优化了列车车体气动布局。并且由于本实用新型提供的牵引变流器主电路中设置了救援回送装置,当列车运行过程中遇到故障不能升弓需要救援,或者当新车出厂送交车辆段或返厂检修时需要回送时,该装置使列车在不升受电弓的情况下,牵引变流器的主电路仍可在一定条件下带动辅助变流器工作,从而使列车的空调系统、制动系统、照明系统等正常工作,最终保证了列车运行安全和旅客基本需求。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为现有技术中牵引变流器主电路的结构框图;
[0018] 图2为本实用新型实施例牵引变流器主电路的结构框图。
具体实施方式
[0019] 下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0020] 如图2所示,本实用新型提供了一种牵引变流器主电路,可用于高速列车。该牵引变流器主电路包括预充电回路20、四象限变流器21和四象限变流器22、中间直流回路23、过电压限制回路24、电机逆变器25、救援回送装置26、牵引控制单元27以及短路器回路28。预充电回路20的输入端连接列车牵引变压器的二次侧,其输出端与四象限变流器21的输入端连接,四象限变流器22的输入端连接列车牵引变压器的二次侧,四象限变流器21和四象限变流器22的输出端分别连接中间直流回路23,中间直流回路23分别与过电压限制回路24、电机逆变器25以及短路器回路28连接。救援回送装置26的输入端分别与列车的IlOV蓄电单元及牵引控制单元27(TCU,Tract1n Control Unit)连接,其输出端与中间直流回路23连接。
[0021] 预充电回路20由预充电接触器及预充电电阻组成,用于在牵引变流器启机工作时,先对中间直流回路23充电,避免高电压对中间直流回路23中的部件造成冲击。
[0022] 四象限变流器21与预充电回路20的输出端连接,由牵引变压器的二次侧绕组提供电能并输出直流电压。四象限变流器21和四象限变流器22的载波相位差为180°,能从接触网吸收功率因数接近于I的电能,或者在再生制动工况下能将电能反馈给接触网,为能量的双向流动提供通道。
[0023] 中间直流回路23由支撑电容和谐振回路组成。支撑电容用于接收四象限变流器21和四象限变流器22输出的直流电压,并输出经过滤波的直流电压。谐振回路接收上述经过滤波的直流电压,并输出已滤除了两倍工频谐波的直流电压。
[0024] 过电压限制回路24包括限电压斩波器、过电压限制电阻,其中过电压限制电阻一端连接限电压斩波器,另一端连接中间直流回路23的负极。当中间直流回路23的电压超过一定限值时,限电压斩波器动作,将中间直流回路23的电压泄放到过电压限制电阻上;当中间直流回路23的电压超过一个比上述限值的电压等级更高的限值时,短路器回路28中的短路器动作,将中间直流回路23的电压直接泄放掉。
[0025] 上述过电压限制电阻仅用于承受中间直流回路23的过电压,并不参与电制动。与现有的过电压限制电阻相比,本实用新型中的过电压限制电阻体积小、重量轻,具体实施时,将其放置在牵引变流器箱体的内部,减小了列车负荷及功率损耗,并且优化了列车气动布局。
[0026] 电机逆变器25为三相逆变器,用于接收过中间直流回路23输出的已滤除了两倍工频谐波的直流电压,并输出三相交流电压供给相应的牵引电机。
[0027] 当列车运行过程中遇到故障不能升弓需要救援,或者当新车出厂送交车辆段或返厂检修时需要回送时不允许升弓,此时列车的空调系统、制动系统、照明系统等均不能正常工作,在上述情况下,为保证列车运行安全和旅客的基本需求,本实用新型提供的牵引变流器的主电路中包括救援回送装置26,其输入端分别连接一 IlOV蓄电单元以及牵引控制单元27,其输出端连接中间直流回路23。并且救援回送装置26中包含有一 DC/DC电源和一保护电路,二者串联。在牵引控制单元27的控制下,救援回送装置26中的DC/DC电源将IlOV直流电压激励成600V直流电压输出给中间直流回路23,电机逆变器25接收中间直流回路23输出的直流电压后开始工作,给牵引电机(图中未示出)励磁,牵引电机和电机逆变器25进入再生制动工况,使中间直流回路23电压上升,使辅助变流器(图中未示出)工作,以使列车的空调系统、制动系统、照明系统等均正常工作,此时救援回送装置26退出工作。
[0028] 本实用新型提供的牵引变流器主电路可在列车运行过程中遇到故障不能升弓需要救援,或者新车出厂送交车辆段或返厂检修时需要回送时,使列车在不升受电弓的情况下,牵引变流器的主电路仍可在一定条件下带动辅助变流器工作,从而使列车的空调系统、制动系统、照明系统等正常工作,最终保证了列车运行安全和旅客基本需求。
[0029] 本实用新型提供的牵引变流器主电路中的过电压限制电阻由于不参与电制动,故将其设计成可设置于现有牵引变流器箱体内部的样式,该过电压限制电阻的体积较小、重量较轻,具体实施时将该过电压限制电阻设置于牵引变流器的箱体内部,实现了减小列车功率损耗、优化列车气动布局的目的。
[0030] 本实用新型提供的牵引变流器主电路中既包括救援回送装置,又包括过电压限制电阻,故牵引变流器可同时实现救援回送功能以及优化列车气动布局、减小列车功率损耗的功能。
[0031] 本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种牵引变流器主电路,其特征在于,包括:预充电回路、两个四象限变流器、中间直流回路、过电压限制回路、电机逆变器、救援回送装置、牵引控制单元及短路器回路; 其中一个所述四象限变流器的输入端与所述预充电回路连接;另一个所述四象限变流器的输入端连接列车的牵引变压器二次侧;两个所述四象限变流器的输出端分别与所述中间直流回路连接;所述中间直流回路分别与所述过电压限制回路、所述电机逆变器及所述短路器回路连接;所述救援回送装置的输入端分别与I1v蓄电单元及所述牵引变流器连接,其输出端与所述中间直流回路连接,所述救援回送装置向所述中间直流回路输出直流电压;以及 所述过电压限制回路包括限电压斩波器和过电压限制电阻,所述过电压限制电阻设置于所述牵引变流器的箱体内。
2.根据权利要求1所述牵引变流器主电路,其特征在于,所述预充电回路包括:预充电接触器和预充电电阻。
3.根据权利要求1所述牵引变流器主电路,其特征在于,所述中间直流回路包括:支撑电容和谐振回路。
4.根据权利要求1所述牵引变流器主电路,其特征在于,所述短路器回路包括:短路器。
5.根据权利要求1所述牵引变流器主电路,其特征在于,所述电机逆变器为三相逆变器。
6.根据权利要求1所述牵引变流器主电路,其特征在于,所述救援回送装置包括:DC/DC电源和保护电路,所述DC/DC电源与所述保护电路串联。
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