CN206670929U - 基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，它包括高压开关柜（G1）、变压器（TM1）、多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）、中间共直流母线的多台逆变器（INV1‑INV8）、多台陪试电机（M1‑M8）、中间直流母线放电回路，机车试验台的配电电源经由高压开关柜(G1)、变压器（TM1）供给有源滤波四象限整流器相应电压等级的电源，在多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）的后端，中间共直流母线的多台逆变器（INV1‑INV8）并联在公共直流母线上，每台逆变器分别驱动一台陪试电机。本实用新型的技术方案解决了现有技术的机车试验台电气传动系统存在的技术问题，实现降低机车试验台的投资成本、运营成本，并达到节能环保目的。

Description

基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统

技术领域

本实用新型涉及一种电气控制系统，尤其涉及整流器智能并网控制技术、多重整流器技术、中间直流共母线多变流器能量循环技术，该基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统属于机车试验台设计与制造技术领域。

背景技术

近年来，铁路运输高速发展，铁路运输安全关系着国计民生，因此，对机车各种部件的性能要求都非常高，机车在出厂之前必须进行各种性能测试，机车试验台是能够模拟无限长轨道为机车提供里程运行条件，从而对机车的牵引制动特性进行验证，以及对机车的各种性能进行较为全面的考核。机车试验台通过电气传动系统完成操作控制、负载施加及辅助通风冷却等功能，因此，电气传动系统机车试验台的核心部分、如何设计电气传动系统决定了机车试验台的试验性能、可靠性及经济效益。

机车试验台为多轴控制系统，现有机车试验台每轴配置一整套独立的电气牵引系统，每套电气牵引系统包括：高压开关柜、牵引变压器柜、整流器、逆变柜和负载电动机等，导致现有机车试验台投资成本和运营成本高。典型的机车电气传动系统见附图的图1、图2，图1为株洲电力机车有限公司即将建成的机车试验台的电气传动系统，该六轴机车电气传动系统供电条件为三相10kV；图2为大连机车研究所和大连电力牵引研发中心合作研发用于天津电力机车有限公司机车试验台的电气传动系统，该六轴机车电气传动系统供电条件为单相25kV。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，以解决现有技术的机车试验台电气传动系统存在的技术问题，实现降低机车试验台的投资成本、运营成本，并达到节能环保目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，它包括高压开关柜G1、变压器TM1、多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2、中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8、多台陪试电机M1-M8、中间直流母线放电回路；高压开关柜G1连接变压器TM1，变压器TM1连接多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2；机车试验台的配电电源经由高压开关柜G1、变压器TM1供给多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2的有源滤波四象限整流器相应电压等级的电源，在多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2的后端，中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8并联在公共直流母线上，每台逆变器分别驱动一台陪试电机。

优选的是，所述高压开关柜G1的一端连接2200kVA/10kV配电电源，所述高压开关柜G1的另一端连接变压器TM1；所述高压开关柜G1用于高压三相供电系统中，提供高压电气设备的电源接入，合、分正常和故障状态下的电流，对电网进行保护和分段隔离，显示电压、电流值，具有控制电源的失压保护和保护参数的设定功能的开关及组合电器柜，在约定的供电系统下，由不同的柜型承载额定工作电流、关合、开断故障电流。

在上述任一技术方案中优选的是，所述变压器TM1的接线组别采用D/y11方式。

在上述任一技术方案中优选的是，所述变压器TM1的原边设有5档抽头，分别为+10%、+5%、0%、-5%、-10%，采用无载调压方式进行抽头变换，可对一次侧的电压进行五档微调，所述变压器TM1用于实现电压的变换和隔离，将网侧的高压变换成二次侧的低电压，完成多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2与电网连接的功能，抑制高次谐波，保证在多种高次谐波联合作用下铁心依然工作在非饱和状态。

在上述任一技术方案中优选的是，所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2、中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8、中间直流母线放电回路组成变频器系统，所述变频器系统的控制策略包含空间矢量控制技术、直接转矩控制技术、恒转速控制技术、无速度传感器控制技术。

在上述任一技术方案中优选的是，所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2为有源滤波四象限整流器采用多重化整流设计，融合了含软件锁相环PLL控制技术的整流器智能并网控制技术、基于模糊控制的电压电流双闭环技术、两电平双模式空间矢量过调制技术，在保证电网功率因数和谐波满足公用电网标准下，实现电网交流与中间直流母线的能量交换；所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2能稳定中间直流电压，且能保证中间直流电压在较宽范围内进行调制。

在上述任一技术方案中优选的是，所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2包括AFE1、AFE2这两套有源滤波四象限整流器，AFE1、AFE1这两套有源滤波四象限整流器输入与输出并联形成多重整流器，单台有源滤波四象限整流器系统内含进线装置、有源滤波装置、四象限整流装置、中间直流电容；两套有源滤波四象限整流器AFE1、AFE2可采用一主一从并联工作，也可两个单独工作，在其中一套有源滤波四象限整流器故障时，另一台可独立工作。

在上述任一技术方案中优选的是，所述进线装置包含充电回路和短接回路，所述充电回路包含接触器1KM2/2KM2和充电电阻(1R1~1R3)/ (2R1~2R3)，短接回路包含接触器1KM1/2KM1，当有源滤波四象限整流器发出合闸允许时，变频器系统的上电过程为：先合进线装置的接触器1KM2或接触器2KM2，给中间直流回路进行预充电，待充电完成后，合上短接回路接触器1KM1/2KM1后，断开进线装置的预充电接触器1KM2及接触器2KM2，此时整流器处于就绪状态。

在上述任一技术方案中优选的是，所述有源滤波装置内含基本的RI抑制的电网净化滤波器与有源整流装置同时使用，所述有源滤波装置可用于动态抑制谐波、补偿无功，能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，可通过采样电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现动态跟踪补偿而且可既补谐波又补无功和不平衡。

在上述任一技术方案中优选的是，所述四象限整流装置采用新一代有源整流绝缘栅级双极型晶体管IGBT桥；所述四象限整流装置与有源滤波装置一起运行，提供高性能的整流或回馈控制，可调节和稳定生成可调整的直流回路电压，进而逆变器可不受进线电压的影响，在容许的进线电压波动范围内，不会影响逆变输出的电机电压；所述四象限整流装置在回馈时与有源滤波装置一起运行可高效的抑制谐波，将电压、电流谐波THD控制在5%以内，并可提供无功功率补偿。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8采用中间直流共母线多变流器能量循环技术，INV1-INV8这八台逆变器共用中间直流母线，可满足八轴及八轴以下机车试验需求，每台逆变器的输出端均与一台陪试电机的输入端电连接，驱动该陪试电机进行工作，当有电机处于发电状态时，发电产生的电能通过逆变器返回至直流母线，然后经直流母线到达并联的逆变器中，驱动其它未处于发电状态的电机，若还有电能多余可通过有源滤波四象限整流器系统回馈至电网。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8，INV1-INV8这八台逆变器之间采用同步控制算法，保证多台陪试电机M1-M8的输出转速一致，使被试车辆和机车试验台系统达到稳定的工作点，模拟被试车辆的线路运行工况。

在上述任一技术方案中优选的是，所述多台陪试电机M1-M8采用交流变频电机，在试验时，多台陪试电机M1-M8工作在发电或电动工况，为被试车辆提供可调的推动力。

在上述任一技术方案中优选的是，所述中间直流母线放电回路包括制动单元和制动电阻，所述中间直流母线放电回路为中间直流母线电压稳定提供双重保障；所述制动单元在中间直流母线电压高于设定值时，开通IGBT，制动电阻消耗过高的能量，电压瞬间降低到设定值以下，制动单元封锁IGBT；当开关柜因故障跳闸，陪试电机亦可通过放电回路进行制动；当正常或故障停机时，可快速释放电能，使中间直流电压降低到安全电压以下，方便快速检修和提高用电操作的安全性。

机车试验台为多轴控制系统，目前机车试验台均为每轴配置一整套独立的电气牵引系统包含独立的高压开关柜、牵引变压器、四象限整流器、中间直流回路、逆变器等，为降低试验台投资成本、运营成本，并达到节能环保目的，本实用新型的技术方案采用整流器智能并网控制技术、多重整流器技术、中间直流共母线多变流器能量循环技术，可节约多套开关柜、牵引变压器、整流器，并能实现机车多轴电机之间的能量通过直流母线上进行循环利用，多余的能量还能回馈至电网，目前国内外还没有与本实用新型技术方案类似的的机车试验台电气传动系统拓扑。

本实用新型的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统由高压开关柜G1、变压器TM1、多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2、中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8、多台陪试电机M1-M8、中间直流母线放电回路等组成，高压开关柜G1连接变压器TM1，变压器TM1连接多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2，机车试验台的配电电源经由高压开关柜G1、变压器TM1供给多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2的有源滤波四象限整流器相应电压等级的电源，在多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2的后端，中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8并联在公共直流母线上，每台逆变器分别驱动一台陪试电机。中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8之间采用同步控制算法，保证陪试电机的输出转速一致，使被试车辆和机车试验台系统达到稳定的工作点，模拟被试车辆的线路运行工况。

与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下有益效果：

（1）按八轴及以下机车进行计算，因机车有动轴与光轴之分，机车型号不一样，动光轴的位置也不一样，所以机车试验台均为每轴配置一整套独立的电气牵引系统，一整套独立的电气牵引系统包含独立的高压开关柜、牵引变压器、四象限整流器、中间直流回路、逆变器等，与传统机车试验台相比，本实用新型的技术方案可节约多套开关柜、牵引变压器、整流器，降低试验台投资成本、运营成本，并达到节能环保目的。以八轴车为例，一般为4动轴4光轴，动轴的发动机需550kW的电功率配套，按传统方式整流侧所需配的整流器、变压器、开关柜等分别的总功率为4.4MW，而采用本实用新型的技术方案所需整流器、变压器、开关柜等分别的总功率仅为2.2MW。

（2）本实用新型的技术方案所述整流系统采用多重化整流设计，多套整流既关联又相互独立，在其中一套整流单元故障情况下，可屏蔽该整流单元，其余整流单元继续使用，传统的独立电气牵引系统，如果某套整流、变压器、开关柜其中任一环节出现问题，就可能造成整个试验台的瘫痪。

（3）本实用新型的技术方案采用整流器智能并网控制技术、多重整流器技术、中间直流共母线多变流器能量循环技术，可实现机车多轴电机之间的能量通过直流母线上进行循环利用，多余的能量还能回馈至电网，目前国内外还没有与本实用新型类似的的机车试验台电气传动系统拓扑。

（4）传统的独立电气传动系统，有些系统也能将能量回馈至电网，但多套系统之间控制复杂很难保证电网的功率因数及谐波含量。本实用新型的技术方案所述的拓扑，由统一整流拓扑控制能量回馈，能保证电网功率因数和谐波满足公用电网标准下，实现电网交流与中间直流母线的能量交换。

（5）本实用新型的技术方案所述的中间直流共母线系统包含放电回路，可进一步稳定中间直流母线电压，保证逆变输出的稳定性也即保证试验台的负载稳定性。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的具有三相10kV供电电源的六轴机车电气传动系统的系统结构示意图；

图2为现有技术的具有单相25kV供电电源的六轴机车电气传动系统的系统结构示意图；

图3为按照本实用新型的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统的一优选实施例的系统原理图；

图4为按照本实用新型的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统的一优选实施例的变压器电路形式图；

图5为按照本实用新型的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统的一优选实施例的变频器原理图；

图6为按照本实用新型的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统的一优选实施例的锁相环原理框图。

具体实施方式

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。

为了克服铁路机车试验台电气传动系统在现有技术中所存在的问题，为了降低机车试验台的投资成本、运营成本，并达到节能环保目的，本实用新型实施例提出了一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，该系统由高压开关柜、变压器、多重化有源滤波四象限整流系统、中间共直流母线的多台逆变器、陪试电机、中间直流母线放电回路等组成，该系统采用整流器智能并网控制技术、多重整流器技术、中间直流共母线多变流器能量循环技术，可节约多套开关柜、牵引变压器、整流器，并能实现机车多轴电机之间的能量通过直流母线上进行循环利用，多余的能量还能回馈至电网，目前国内外还没有与本实用新型实施例类似的的机车试验台电气传动系统拓扑。下面结合附图3至6对本实用新型实施例进行详细描述。

本实用新型实施例的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统的系统拓扑图如图3所示，该系统包括高压开关柜（G1）、变压器（TM1）、多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）、中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8）、多台陪试电机（M1-M8）、中间直流母线放电回路，高压开关柜（G1）连接变压器（TM1），变压器（TM1）连接多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2），机车试验台对被试车辆进行性能测试，机车试验台的2200kVA/10kV配电电源经由高压开关柜(G1)、变压器（TM1）供给有源滤波四象限整流器相应电压等级的电源，在多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）的后端，中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8）并联在公共直流母线上，每台逆变器分别驱动一台陪试电机。多台逆变器INV1-INV8之间采用同步控制算法，保证多台陪试电机M1-M8的输出转速一致，使被试车辆和机车试验台系统达到稳定的工作点，模拟被试车辆的线路运行工况。

本实用新型实施例采用的高压开关柜（G1），高压开关柜用于高压三相供电系统中，提供高压电气设备的电源接入，能够合、分正常和故障状态下的电流，对电网进行保护和分段隔离，能够显示电压、电流值，具有控制电源的失压保护和保护参数的设定功能的开关及组合电器柜，在约定的供电系统下，由不同的柜型承载额定工作电流、关合、开断故障电流。

本实用新型实施例采用变压器（TM1），变压器用于实现电压的变换和隔离，将网侧的高压变换成二次侧的低电压，完成多重化有源滤波四象限整流系统与电网连接的功能，变压器能够抑制高次谐波，保证在多种高次谐波联合作用下铁心依然工作在非饱和状态。变压器原边设有5档抽头，分别为+10%、+5%、0%、-5%、-10%，采用无载调压方式进行抽头变换，可对一次侧的电压进行五档微调。 变压器的接线组别采用D/y11方式，具体电路结构如图4所示。

本实用新型实施例采用的多重化有源滤波四象限整流系统为有源滤波四象限整流器采用多重化整流设计，融合了含软件锁相环（PLL）控制技术的整流器智能并网控制技术、基于模糊控制的电压电流双闭环技术、两电平双模式空间矢量过调制技术，在保证电网功率因数和谐波满足公用电网标准下，实现电网交流与中间直流母线的能量交换。本实用新型实施例的多重化有源滤波四象限整流系统能稳定中间直流电压，且能保证中间直流电压在较宽范围内进行调制。本实用新型实施例的多重化有源滤波四象限整流系统包括AFE1、AFE2这两套有源滤波四象限整流器，AFE1、AFE1这两套有源滤波四象限整流器输入与输出并联形成多重整流器，单台有源滤波四象限整流器系统内含进线装置、有源滤波装置、四象限整流装置、中间直流电容；两套有源滤波四象限整流器AFE1、AFE2可采用一主一从并联工作，也可两个单独工作，在其中一套有源滤波四象限整流器故障时，另一台可独立工作。进线装置包含充电回路和短接回路，充电回路包含接触器1KM2/2KM2和充电电阻(1R1~1R3)/ (2R1~2R3)，短接回路包含接触器1KM1/2KM1，当有源滤波四象限整流器发出合闸允许时，变频器系统的上电过程为：先合进线装置的接触器1KM2或2KM2，给中间直流回路进行预充电，待充电完成后，合上短接回路接触器1KM1/2KM1后，断开进线装置的预充电接触器1KM2及2KM2，此时整流器处于就绪状态。有源滤波装置内含基本的RI抑制的电网净化滤波器与有源整流装置同时使用，有源滤波装置可用于动态抑制谐波、补偿无功，能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，可通过采样电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现动态跟踪补偿而且可既补谐波又补无功和不平衡。四象限整流装置采用新一代有源整流绝缘栅级双极型晶体管（IGBT）桥；四象限整流装置与有源滤波装置一起运行，提供高性能的整流或回馈控制，可调节和稳定生成可调整的直流回路电压，进而逆变器可不受进线电压的影响，在容许的进线电压波动范围内，不会影响逆变输出的电机电压；四象限整流装置在回馈时与有源滤波装置一起运行可以高效的抑制谐波，将电压、电流谐波THD控制在5%以内，并可提供无功功率补偿。

本实用新型实施例的多台逆变器（INV1-INV8）采用中间直流共母线多变流器能量循环技术，INV1-INV8这八台逆变器共用中间直流母线，可满足八轴及八轴以下机车试验需求，每台逆变器的输出端均与一台陪试电机的输入端电连接，驱动该陪试电机进行工作，当有电机处于发电状态时，发电产生的电能通过逆变器返回至直流母线，然后经直流母线到达并联的逆变器中，驱动其它未处于发电状态的电机，若还有电能多余可通过有源滤波四象限整流器系统回馈至电网。

本实用新型实施例的多台陪试电机M1-M8采用交流变频电机，在试验时，多台陪试电机M1-M8工作在发电或电动工况，为被试车辆提供可调的推动力。

本实用新型实施例的中间直流母线放电回路包括制动单元和制动电阻，中间直流母线放电回路为中间直流母线电压稳定提供双重保障；制动单元在中间直流母线电压高于设定值时，开通IGBT，制动电阻消耗过高的能量，电压瞬间降低到设定值以下，制动单元封锁IGBT；当开关柜因故障跳闸，陪试电机亦可通过放电回路进行制动；当正常或故障停机时，可快速释放电能，使中间直流电压降低到安全电压以下，方便快速检修和提高用电操作的安全性。

本实用新型实施例的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，可节约多套开关柜、牵引变压器、整流器，降低试验台投资成本、运营成本，节能环保，本系统的整流系统采用多重化整流设计，多套整流既关联又相互独立，在其中一套整流单元故障情况下，可屏蔽该整流单元，其余整流单元继续使用，采用整流器智能并网控制技术、多重整流器技术、中间直流共母线多变流器能量循环技术实现了机车多轴电机之间的能量通过直流母线上进行循环利用，多余的能量回馈至电网，统一整流拓扑控制能量回馈能保证电网功率因数和谐波在满足公用电网标准下实现电网交流与中间直流母线的能量交换，中间直流共母线系统包含的放电回路可以进一步稳定中间直流母线电压，既保证逆变输出的稳定性，也即保证试验台的负载稳定性。

在本实用新型的实施例中，变频器系统由多重化有源滤波四象限整流系统、中间共直流母线的多台逆变器、中间直流母线放电回路组成，变频器系统的原理如图5所示。变频器系统的控制策略包含空间矢量控制技术、直接转矩控制技术、恒转速控制技术、无速度传感器控制技术。

本实用新型实施例所述的锁相环，其原理如图6所示，锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成。

本实用新型实施例所述的四象限整流器是一种按PWM方式工作的AC/DC变流器，通过调节脉冲的宽度、频率和相位来控制和改变电压、电流和功率的大小和方向。这种整流器能在电压、电流平面上的所有四个象限中工作，它可以实现稳定中间电压和控制功率因数为±1的目的。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (14)

1.一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：它包括高压开关柜（G1）、变压器（TM1）、多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）、中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8）、多台陪试电机（M1-M8）、中间直流母线放电回路；所述高压开关柜（G1）连接变压器（TM1），所述变压器（TM1）连接多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）；机车试验台的配电电源经由高压开关柜(G1)、变压器（TM1）供给多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）的有源滤波四象限整流器相应电压等级的电源，在多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）的后端，中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8）并联在公共直流母线上，每台逆变器分别驱动一台陪试电机。

2.如权利要求1所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述高压开关柜（G1）的一端连接2200kVA/10kV配电电源，所述高压开关柜（G1）的另一端连接变压器（TM1）；所述高压开关柜（G1）用于高压三相供电系统中，提供高压电气设备的电源接入，合、分正常和故障状态下的电流，对电网进行保护和分段隔离，显示电压、电流值，具有控制电源的失压保护和保护参数的设定功能的开关及组合电器柜，在约定的供电系统下，由不同的柜型承载额定工作电流、关合、开断故障电流。

3.如权利要求1所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述变压器（TM1）的接线组别采用D/y11方式。

4.如权利要求1或3所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述变压器（TM1）的原边设有5档抽头，分别为+10%、+5%、0%、-5%、-10%，采用无载调压方式进行抽头变换，可对一次侧的电压进行五档微调，所述变压器（TM1）用于实现电压的变换和隔离，将网侧的高压变换成二次侧的低电压，完成多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）与电网连接的功能，抑制高次谐波，保证在多种高次谐波联合作用下铁心依然工作在非饱和状态。

5.如权利要求1所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）、中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8）、中间直流母线放电回路组成变频器系统，所述变频器系统的控制策略包含空间矢量控制技术、直接转矩控制技术、恒转速控制技术、无速度传感器控制技术。

6.如权利要求1或5所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）为有源滤波四象限整流器采用多重化整流设计，融合了含软件锁相环（PLL）控制技术的整流器智能并网控制技术、基于模糊控制的电压电流双闭环技术、两电平双模式空间矢量过调制技术，在保证电网功率因数和谐波满足公用电网标准下，实现电网交流与中间直流母线的能量交换；所述多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）能稳定中间直流电压，且能保证中间直流电压在较宽范围内进行调制。

7.如权利要求6所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述多重化有源滤波四象限整流系统（AFE1、AFE2）包括AFE1、AFE2这两套有源滤波四象限整流器，AFE1、AFE1这两套有源滤波四象限整流器输入与输出并联形成多重整流器，单台有源滤波四象限整流器系统内含进线装置、有源滤波装置、四象限整流装置、中间直流电容；两套有源滤波四象限整流器AFE1、AFE2可采用一主一从并联工作，也可两个单独工作，在其中一套有源滤波四象限整流器故障时，另一台可独立工作。

8.如权利要求7所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述进线装置包含充电回路和短接回路，所述充电回路包含接触器二（1KM2/2KM2）和充电电阻(1R1~1R3)/ (2R1~2R3)，短接回路包含接触器一（1KM1/2KM1），当有源滤波四象限整流器发出合闸允许时，变频器系统的上电过程为：先合进线装置的接触器二1KM2或接触器二2KM2，给中间直流回路进行预充电，待充电完成后，合上短接回路的接触器一1KM1/2KM1后，断开进线装置的预充电接触器二1KM2及接触器二2KM2，此时整流器处于就绪状态。

9.如权利要求7所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述有源滤波装置内含基本的RI抑制的电网净化滤波器与有源整流装置同时使用，所述有源滤波装置可用于动态抑制谐波、补偿无功，能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，可通过采样电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现动态跟踪补偿而且可既补谐波又补无功和不平衡。

10.如权利要求7所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述四象限整流装置采用新一代有源整流绝缘栅级双极型晶体管（IGBT）桥；所述四象限整流装置与有源滤波装置一起运行，提供高性能的整流或回馈控制，可调节和稳定生成可调整的直流回路电压，进而逆变器可不受进线电压的影响，在容许的进线电压波动范围内，不会影响逆变输出的电机电压；所述四象限整流装置在回馈时与有源滤波装置一起运行可高效的抑制谐波，将电压、电流谐波THD控制在5%以内，并可提供无功功率补偿。

11.如权利要求1或5所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8）采用中间直流共母线多变流器能量循环技术，INV1-INV8这八台逆变器共用中间直流母线，可满足八轴及八轴以下机车试验需求，每台逆变器的输出端均与一台陪试电机的输入端电连接，驱动该陪试电机进行工作，当有电机处于发电状态时，发电产生的电能通过逆变器返回至直流母线，然后经直流母线到达并联的逆变器中，驱动其它未处于发电状态的电机，若还有电能多余可通过有源滤波四象限整流器系统回馈至电网。

12.如权利要求11所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述中间共直流母线的多台逆变器（INV1-INV8），INV1-INV8这八台逆变器之间采用同步控制算法，保证多台陪试电机（M1-M8）的输出转速一致，使被试车辆和机车试验台系统达到稳定的工作点，模拟被试车辆的线路运行工况。

13.如权利要求1或5所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述多台陪试电机（M1-M8）采用交流变频电机，在试验时，多台陪试电机（M1-M8）工作在发电或电动工况，为被试车辆提供可调的推动力。

14.如权利要求1所述的基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，其特征在于：所述中间直流母线放电回路包括制动单元和制动电阻，所述中间直流母线放电回路为中间直流母线电压稳定提供双重保障；所述制动单元在中间直流母线电压高于设定值时，开通IGBT，制动电阻消耗过高的能量，电压瞬间降低到设定值以下，制动单元封锁IGBT；当开关柜因故障跳闸，陪试电机亦可通过放电回路进行制动；当正常或故障停机时，可快速释放电能，使中间直流电压降低到安全电压以下，方便快速检修和提高用电操作的安全性。