CN208452808U - 一种新型大功率机车用牵引系统 - Google Patents

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刘立刚
刘佳
张修同
尚峰亮
孟丹
夏楠
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Abstract

本实用新型涉及一种新型大功率机车用牵引系统，由牵引变压器、牵引变流柜以及牵引异步电机组成；所述牵引变流柜中包含有牵引变流器和辅助变流器，每个牵引变流柜中的各牵引变流器和辅助变流器之间电气性能和结构都相互独立，分别采用交‑直‑交变换原理实现各个子功能；牵引变流柜中的各牵引变流器和辅助变流器分别与所述牵引变压器的多个副边绕组一一对应连接；每个牵引变流器的输出连接有一台异步电机。本实用新型牵引变流器中间回路取消了二次滤波，减小了二次电抗器和电容所占用布局空间；各牵引变流器和辅助变流器结构相互独立，各牵引变流器和辅助变流器分别采用交‑直‑交变换原理实现各个子功能，减少了牵引辅助同时故障的风险。

Description

一种新型大功率机车用牵引系统
技术领域
本实用新型属于机车牵引技术领域，涉及一种牵引系统，尤其是一种新型大功率机车用牵引系统。
背景技术
交流传动电力机车牵引系统是交流传动电力机车的重要核心部分，它的安全可靠工作直接决定了整个机车系统安全、可靠、正常的运行。其功能是实现将工频电网中的交流电通过变频变压控制，变换为适合于交流电机运行要求及频率可变的交流电，完成电力机车的牵引/制动性能，以及给辅助负载供电的性能。
现有技术中使用的一型大功率交流传动电力机车用牵引系统配置采用的是两台四象限整流器给三台牵引逆变器和一台辅助逆变器供电，控制方式采用轴控。该牵引系统牵引变流器和辅助变流器共用中间直流回路，中间直流回路设有二次滤波回路。现有技术方案存在以下缺陷：
1)牵引系统牵引变压器原边1个绕组，副边8个绕组。牵引系统牵引变流器控制采用轴控，控制单元之间存在主从控制关系，每台变流柜采用的是两台四象限整流器给三台牵引逆变器和一台辅助逆变器供电，牵引系统控制复杂；
2)牵引系统中牵引逆变器和辅助系统的辅助逆变器共用一个中间回路，当中间回路出现故障，三台牵引逆变器和辅助逆变器可能会同时被隔离；
3)牵引系统牵引变流器中间直流回路设有二次滤波回路，占用一定结构空间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种新型大功率机车用牵引系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种新型大功率机车用牵引系统，由牵引变压器、牵引变流柜以及牵引异步电机组成；所述牵引变流柜中包含有牵引变流器和辅助变流器，每个牵引变流柜中的各牵引变流器和辅助变流器之间电气性能和结构都相互独立，分别采用交-直-交变换原理实现各个子功能；牵引变流柜中的各牵引变流器和辅助变流器分别与所述牵引变压器的多个副边绕组一一对应连接；每个牵引变流器的输出连接有一台异步电机。
进一步的，本实用新型的新型大功率机车用牵引系统由一个牵引变压器、两个牵引变流柜以及六台牵引异步电机组成，所述牵引变压器的原边为一个绕组，副边为八个绕组；每个牵引变流柜包含有三组牵引变流器和一组辅助变流器。
进一步，上述两个牵引变流柜的结构和原理相同。
进一步，上述每个牵引变流器包括一个四象限功率模块和一个逆变+斩波功率模块，以及独立的中间直流回路。
进一步，以上牵引变流器输入端与牵引变压器的副边绕组相连，通过主接触器和预充电接触器进行分合，经过四象限功率模块输出到中间直流回路，中间直流回路通过牵引逆变器输出后为中间电路牵引电机提供电源。
进一步，上述辅助变流器由一个集成功率模块和独立的中间直流回路组成；所述集成功率模块包括四象限整流器和逆变功能。
进一步，上述辅助变流器输入电源从牵引变压器副边的绕组取电，通过主接触器和预充电接触器进行分合，经过四象限整流器输出到中间直流回路，经辅助逆变器输出为辅助负载设备供电。
进一步，上述牵引变流器和辅助变流器还分别连接有牵引控制单元和辅助控制单元；所述牵引控制单元和辅助控制单元分别为牵引变流器和辅助变流器提供功能控制。
本实用新型具有以下有益效果：
1)牵引变流器中间回路取消了二次滤波，减小了二次电抗器和电容所占用布局空间；
2)各牵引变流器和辅助变流器结构相互独立，各牵引变流器和辅助变流器分别采用交-直-交变换原理实现各个子功能，减少了牵引辅助同时故障的风险。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1为牵引整流器；2为牵引中间直流电路；3为牵引逆变器；4为辅助整流器；5为辅助中间直流环节；6为辅助逆变器。
具体实施方式
本实用新型的新型大功率机车用牵引系统，由牵引变压器、牵引变流柜以及牵引异步电机组成；牵引变流柜中包含有牵引变流器A和辅助变流器B，每个牵引变流柜中的各牵引变流器A和辅助变流器B之间电气性能和结构都相互独立，分别采用交-直-交变换原理实现各个子功能；牵引变流柜中的各牵引变流器A和辅助变流器B分别与所述牵引变压器的多个副边绕组一一对应连接；每个牵引变流器A的输出连接有一台异步电机。
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1：本实用新型的最佳实施例中，该新型大功率机车用牵引系统由一个牵引变压器、两个牵引变流柜以及六台牵引异步电机组成，牵引变压器的原边为一个绕组，副边为八个绕组；每个牵引变流柜包含有三组牵引变流器A和一组辅助变流器B。两个牵引变流柜的结构和原理相同。
牵引变流器A包括一个四象限功率模块和一个逆变+斩波功率模块，以及独立的中间直流回路。牵引变流器输入端与牵引变压器的副边绕组相连，通过主接触器和预充电接触器进行分合，经过四象限功率模块输出后为中间电路提供电源，中间电路没有二次滤波。一台牵引变流器为一台牵引电机供电。
辅助变流器B由一个集成功率模块和独立的中间直流回路组成；集成功率模块包括四象限整流器和逆变功能。辅助变流器B输入电源从牵引变压器副边的绕组取电，通过主接触器和预充电接触器进行分合，经过四象限整流器输出到中间直流回路，经逆变器，输出供电给辅助负载设备。
另外，本实用新型的牵引变流器A和辅助变流器B还分别连接有牵引控制单元(TCU)和辅助控制单元(ACU)；牵引控制单元和辅助控制单元分别为牵引变流器A和辅助变流器B提供功能控制。
牵引变流器A主电路主要组成部件包括：牵引整流器1、中间直流回路2(中间支撑电容、过压保护装置、检测装置等)、牵引逆变器3、开关器件等。辅助变流器B主回路组成主要包括：4为辅助整流器、6为辅助逆变器、5为辅助中间直流环节(检测装置、控制装置)、开关器件等。
该牵引系统应用于HXD3C电力机车上，实现机车牵引系统和辅助系统性能。牵引系统控制方式上，一个变流柜采用3个牵引控制单元，每个牵引变流器由一台TCU控制，负责控制四象限整流器、直流母线过压抑制和牵引逆变器的控制。辅助变流器由一台ACU实现辅助变流功能。辅助变流器和牵引变流器在一个变流柜中，共用一套水冷却系统。

Claims (8)

1.一种新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，由牵引变压器、牵引变流柜以及牵引异步电机组成；所述牵引变流柜中包含有牵引变流器(A)和辅助变流器(B)，每个牵引变流柜中的各牵引变流器(A)和辅助变流器(B)之间电气性能和结构都相互独立，分别采用交-直-交变换原理实现各个子功能；牵引变流柜中的各牵引变流器(A)和辅助变流器(B)分别与所述牵引变压器的多个副边绕组一一对应连接；每个牵引变流器(A)的输出连接有一台异步电机。
2.根据权利要求1所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，由一个牵引变压器、两个牵引变流柜以及六台牵引异步电机组成，所述牵引变压器的原边为一个绕组，副边为八个绕组；每个牵引变流柜包含有三组牵引变流器
(A)和一组辅助变流器(B)。
3.根据权利要求2所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，所述两个牵引变流柜的结构和原理相同。
4.根据权利要求2所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，所述牵引变流器(A)包括一个四象限功率模块和一个逆变+斩波功率模块，以及独立的中间直流回路。
5.根据权利要求2或4所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，牵引变流器输入端与牵引变压器的副边绕组相连，通过主接触器和预充电接触器进行分合，经过四象限功率模块输出到中间直流电路，中间直流电路通过牵引逆变器为牵引电机提供电源。
6.根据权利要求2所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，所述辅助变流器(B)由一个集成功率模块和独立的中间直流回路组成；所述集成功率模块包括四象限整流器和逆变功能。
7.根据权利要求2或6所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，所述辅助变流器(B)输入电源从牵引变压器副边的绕组取电，通过主接触器和预充电接触器进行分合，经过四象限整流器输出后为中间直流回路提供电源，中间直流回路获得电源，输出供电给辅助逆变器，辅助逆变器输出为辅助负载设备供电。
8.根据权利要求2所述的新型大功率机车用牵引系统，其特征在于，所述牵引变流器(A)和辅助变流器(B)还分别连接有牵引控制单元(TCU)和辅助控制单元(ACU)；所述牵引控制单元(TCU)和辅助控制单元(ACU)分别为牵引变流器(A)和辅助变流器(B)提供功能控制。
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