CN114244088B - 一种内电双源牵引变流器主电路 - Google Patents

一种内电双源牵引变流器主电路 Download PDF

Info

Publication number
CN114244088B
CN114244088B CN202111643711.7A CN202111643711A CN114244088B CN 114244088 B CN114244088 B CN 114244088B CN 202111643711 A CN202111643711 A CN 202111643711A CN 114244088 B CN114244088 B CN 114244088B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
traction
pmcf
quadrant
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111643711.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114244088A (zh
Inventor
陈宏�
马瑞
王雷
杨会敏
苑伟华
陈彦肖
王晓妮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Yongji Electric Co Ltd
Original Assignee
CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Yongji Electric Co Ltd filed Critical CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority to CN202111643711.7A priority Critical patent/CN114244088B/zh
Publication of CN114244088A publication Critical patent/CN114244088A/zh
Priority to PCT/CN2022/139087 priority patent/WO2023125018A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114244088B publication Critical patent/CN114244088B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02Details of the control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种内电双源牵引变流器主电路,涉及高速列车的牵引变流器领域。该主电路将集内燃和电力双源供电于一体;采用双管四象限模块和逆变+斩波模块主电路简统化;整个牵引变流器采用同一个功率模块,通过牵引变流器柜体中的母排实现四象限整流、三相不控整流及牵引逆变+斩波功能;通过输入端相关接触器的不同组合,同一功率模块能够实现电网供电工况的四象限整流和内燃主发供电工况的三相不控整流功能;主电路采用两整三逆,两个四象限整流输入、输出并联,采用两重化控制,可以有效降低网压侧总的谐波电流;采用DC3600V的电压等级,减小主回路电流,采用适用于高海拔5100m的部件,实现高原运用环境,减小整车及牵引变流器体积与重量;具有明显的经济和社会效益。

Description

一种内电双源牵引变流器主电路
技术领域
本发明涉及高速列车的牵引变流器领域,具体为一种内电双源牵引变流器主电路。
背景技术
随着我国经济实力的进一步增强,以及中、高速动车、机车的高速发展;同时为了进一步提升边远、荒漠、高山、高原等大自然环境极其恶劣的地方,尤其是提升川藏地区客、货运能力,解决同一列车在电气化铁路线和非电气化铁路线混合运营的问题;同时为促进改善川藏铁路线民生、富民兴藏、长期建藏、凝聚人心作为重要原则和出发落脚点;或者在恶劣自然环境(冻雨等天气接触网结冰,造成大面积接触网断电)造成接触网大面中断,电力无法牵引时,采用适用于高原运用环境的柴油机拖动主发产生三相交流电,通过内电双源动力牵引变流器进行牵引,可以实施紧急救援、保证客、货机车的正常运行,确保铁路运输的安全。
目前机车牵引模式主要分为3种:其一采用1台单独的电力机车;其二采用1台单独的内燃机车;其三采用1台电力机车+1台内燃机车重联牵引。其配装的牵引变流器主电路或者采用独立的接触网供电电力牵引,或者采用独立的内燃主发供电电力牵引,2种供电模式的牵引变流器主电路都是各自独立,内燃和电力双源动力供电模式的主电路是没有集成在一起的。因此就存在如下缺陷:一是单台机车不能采用内燃和电力双源动力供电模式,没实现内电双源动力集一体的主电路;二是不管单独采用接触网供电还是单独采用柴油机拖动主发供电,在出现极其恶劣天气,***冗性较差,自主救援性差。
现有的技术方案的主电路主要基于动力源的不同进行设计的。采用接触网供电主要采用四象限整流提供中间直流母线电压,功率器件采用可控型器件IGBT;而采用柴油机拖动主发电机供电主要采用三相不控整流,功率器件采用不控型器件二极管;原有的主电路设计不能够同时实现四象限整流和三相不控整流功能,电力模式和内燃模式的交流转直流部分需要采用不同的电路,需要不同的功率模块来实现,因此不同供电方式的牵引变流器中四象限整流功率模块、三相不控整流模块,逆斩波功率模块主电路设计没有简统化、模块种类多、备品种类多、库存备品及维修成本高。
目前适用高海拔5100m运用环境的“复兴号”内电双源动车组采用两端分别编挂电力动力车和内燃动力车,动力车分为2台,最高工作电压为DC2400V。假如未来将内电双源动力集一台机车,采用该等级电压的母线从体积、重量都是不容易实现的;而且复兴号也不具备适用高海拔5100m 运用环境的DC3600V母线电压。
因此基于以上原因,设计一种能够适用高海拔、集内电双源动力一体、功率模块简统化、运营及维修成本低的牵引变流器主电路显得尤为重要。
发明内容
本发明为了解决高海拔下的电力及内燃双源动力供电集成为一体的问题,提供了一种内电双源牵引变流器主电路。
本发明是通过如下技术方案来实现的:一种内电双源牵引变流器主电路,包括PMCF1四象限供电电路、PMCF2四象限供电电路、主发电机供电电路、中间电路及牵引逆变斩波电路;所述PMCF1四象限供电电路包括牵引变压器TR-1、预充电接触器AK1、预充电电阻CHR1、主接触器K11、四象限输入电流传感器CT(IN)1、内电供电转换隔离接触器K12、PMCF1整流模块,连接关系如下:所述牵引变压器TR-1由电网供电,预充电接触器AK1与预充电电阻CHR1串联后与主接触器K11并联,然后接至牵引变压器TR-1输出端,四象限输入电流传感器CT(IN)1与内电供电转换隔离接触器K12串联后接至牵引变压器TR-1输出端;所述PMCF1整流模块为双管IGBT并联的四象限整流器,结构为:变流器中的四象限母排将TPX11、TPX12、TNX11、TNX12-IGBT并联组成四象限A相,TPY11、TPY12、TNY11、TNY12-IGBT并联组成四象限B相;PMCF1整流模块的输出侧还串接有电流传感器CT(IN)7;所述PMCF2四象限供电电路包括牵引变压器TR-2、预充电接触器AK2、预充电电阻CHR2、主接触器K13、四象限输入电流传感器CT(IN)2、PMCF2整流模块;连接关系如下:所述牵引变压器TR-2由电网供电,预充电接触器AK2与预充电电阻CHR2串联后与主接触器K13并联,然后接至牵引变压器TR-2输出端,四象限输入电流传感器CT(IN)2接至牵引变压器TR-2输出端;所述PMCF2整流模块为双管IGBT并联的四象限整流器,结构与PMCF1整流模块相同;PMCF2整流模块的输出侧还串接有电流传感器CT(IN)8;所述主发电机供电电路由发电机、主发供电三级接触器KM11、三相电流传感器TA11、TA12、TA13构成;发电机通过主发供电三级接触器KM11控制是否工作,且三相输出线路各连接一个电流传感器,分别为TA11、TA12、TA13;输出电压接入PMCF1整流模块与PMCF2整流模块;所述中间电路包括中间电容FC1、中间慢放电阻DR1、指示灯电路、电压传感器PT1与接地检测回路,所述中间电容FC1、中间慢放电阻DR1与电压传感器PT1均接至PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流输出电路上,所述指示灯电路为电阻HR1与指示灯HD1串联,然后接至PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流输出电路上;所述接地检测回路包括分压电阻GRe1、GRe2、防干扰滤波电容GC1及电压传感器PT2,分压电阻GRe1、GRe2串联接入直流输出电路上,防干扰滤波电容GC1及电压传感器PT2并联至GRe2两端并接地;所述牵引逆变斩波电路包括多个三相逆变加斩波INV,编号为INV1~INVn,且结构相同,三相逆变加斩波INV1的结构为:变流器中的三相逆变母排将TPU1、TNU1连接成逆变器U相,将TPVU1、TNV1连接成逆变器V相,将TPW1、TNW1连接成逆变器W相;通过变流器中的过压斩波母排将OVT1、OVT2连接斩波相,U相逆变电路上连接有U相电流传感器CTU1,W相逆变电路上连接有W相电流传感器CTW1,电路上还串接有斩波电流传感器CTB1与斩波电阻BR1。
本发明的主要工作原理为:
1)当主电路采用网压供电时,主发供电三级接触器KM11处于断开状态,变压器副边绕组牵引变压器TR-1、牵引变压器TR-2进行电网供电,分别给2组四象限整流器PMCF1、PMCF2提供单相交流电,2组四象限采用两重化控制,有效减小纹波电流,提高了***的效率。当主电路采用柴油机拖动主发电机供电时,主发供电三级接触器KM11闭合,接触器K11、K12、K13,预充电接触器AK1、AK2均处于断开状态,同时整车的受电弓处于降弓状态,这样整车就实现了内燃模式供电,提供给后端的三相不控整流电路。
2)四象限整流和三相不控整流采用同种功率模块实现:
将主发供电三级接触器KM11断开,通过预充电接触器AK1(AK2)和预充电电阻CHR1(CHR2)完成预充电后,主接触器K11、K12或K13闭合,提供给采用双管IGBT并联的四象限整流器PMCF1(PMCF2)单相交流电,通过两重化控制,实现四象限整流功能。
在接触网无法供电时,将主接触器K11、K12、K13,预充电接触器AK1、AK2断开,主发供电三级接触器KM11闭合,通过PMCF1功率模块的2相、PMCF2功率模块的1相反并联在IGBT两端的并联二极管组成双二极管并联的三相不控整流器,借助相同模块实现了内燃供电模式下的三相不控整流功能。
通过接触器不同组合,借助相同模块实现四象限及三相不控整流功能,实现了整流电路的简统化、减少了模块的种类和数量,降低设计、运营、维修备品的成本,同时又能减小一定安装空间。
3)四象限整流PMCF和三相逆变+斩波INV采用4个支路组成,每个支路装配相同的IGBT,每个IGBT桥臂均配有相同的驱动板和配置板。
在需要实现四象限整流功能时,通过变流器中的四象限母排将TPX11、TPX12、TNX11、TNX12-IGBT并联组成四象限A相,将TPY11、TPY12、TNY11、TNY12-IGBT并联组成四象限B相,这样就完成了双管并联的四象限整流器。
在需要逆变+斩波功能时,通过变流器中的三相逆变母排(只叙述其中一个INV1)将TPU1、TNU1连接成逆变器U相,将TPVU1、TNV1连接成逆变器V相,将TPW1、TNW1连接成逆变器W相;通过变流器中的过压斩波母排将OVT1、OVT2连接斩波相。
因此,整个牵引变流器采用同一类功率模块,通过柜体内的连接母排、铜排就可方便地实现了双管并联的四象限整流器、三相逆变器及过压抑制斩波器功能。
优选的,所述主接触器K11、K12、K13,预充电接触器AK1、AK2及主发电机三极接触器KM11为内电转换相关接触器。
优选的,所述PMCF1整流模块与PMCF2整流模块结构相同,模块内装配的IGBT均为相同器件,且每个支路的IGBT桥臂均配有相同的驱动板和配置板。所述牵引逆变斩波电路内的三相逆变加斩波INV结构全部相同,且采用相同的IGBT器件,每个支路的IGBT桥臂均配有相同的驱动板和配置板。更进一步的,所述PMCF1整流模块、PMCF2整流模块、三相逆变斩波INV装配的IGBT、驱动板、配置板、水冷板、电连接器、复合母排的部件,模块的外形、接口及安装尺寸完全相同,这样可以实现该主电路牵引部分的功率模块的简统化,减少了功率模块种类、减少备品种类与数量,从而大大降低设计与运维成本。
进一步的,三相逆变加斩波INV的三相输出电压接至牵引电机。
优选的,所述主电路还为辅助变流器与列车供电电路供电,所述辅助变流器及列车供电并接入PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流电压输出端,实现主辅一体化供电模式。
优选的,所述分压电阻GRe1、GRe2阻值相同,这样相当于采用1/2电阻接地检测,可以降低主回路的额定绝缘电压,使得主回路的额定绝缘电压为原来一半,大大降低了主回路中IGBT、复合母排等关键电气部件的额定冲击电压,有效降低电气部件的设计成本;接地检测电路还在GRe2两端并接有防干扰滤波电容,可以有效防止误报接地故障,这样能够有效提高接地故障检测的准确性。
优选的,所述主电路内的部件均采用适用于高海拔5100m、高电压DC3600V的部件,能够实现高原、高压的运行环境。采用DC3600V电压等级母线电压,共用中间支撑电容、接地检测回路、便于实现轻量化及高密度化:在单轴功率超过1200kW时,采用DC3600V母线电压,能够有效减小主回路电流,减小变流器体积及重量;同时共用中间电容FC1,接地检测回路(分压电阻GRe1、GRe2,滤波电容GC1及电压传感器PT2组成)有利于实现内电双源动力集一体牵引变流器的轻量化及高密度化。内电双源动力变流器高海拔5100m高原环境的实现:为了使内电双源动力牵引变流器能够适用高海拔5100m高原环境,牵引变流器中所有部件,包括IGBT、电接触器、复合母排、放电电阻、复合母排、绝缘板以及连接电缆等,均采用10.2kV的耐压要求,柜内导电部件之间的绝缘及爬电距离均按照不低于高海拔5100m修正系数进行设计。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果:本发明所提供的一种内电双源牵引变流器主电路,将集内燃和电力双源供电于一体;采用双管四象限模块和逆变+斩波模块主电路简统化;整个牵引变流器采用同一个功率模块,通过牵引变流器柜体中的母排实现四象限整流、牵引逆变+斩波功能;通过输入端接触器的不同组合,同一功率模块能够实现电网供电工况的四象限整流和内燃主发供电工况的三相不控整流功能;主电路采用两整三逆,两个四象限整流输出并联,采用两重化控制,可以有效降低网压侧总的谐波电流;采用DC3600V的电压等级,减小主回路电流,有效降低牵引变流器、整车铜排、电缆的导电面积,减小整车及牵引变流器体积与重量;采用高电压等级部件以适用于高海拔运用环境;每个牵引逆变器都有独立的斩波回路,提高了母线电压在出现过压时,斩波回路的冗余性、可靠性;采用该主电路,减少了功率模块备品的种类和数量,大大降低了运行成本和维修成本,具有明显的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明的总电路原理图。
图2为本发明的内电双源供电电路图。
图3为本发明的PCMF功率模块电路原理图。
图4为本发明的INV功率模块电路原理图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种内电双源牵引变流器主电路,如图1所示:包括PMCF1四象限供电电路、PMCF2四象限供电电路、主发电机供电电路、中间电路及牵引逆变斩波电路;所述PMCF1四象限供电电路包括牵引变压器TR-1、预充电接触器AK1、预充电电阻CHR1、主接触器K11、四象限输入电流传感器CT(IN)1、内电供电转换隔离接触器K12、PMCF1整流模块,连接关系如下:所述牵引变压器TR-1由电网供电,预充电接触器AK1与预充电电阻CHR1串联后与主接触器K11并联,然后接至牵引变压器TR-1输出端,四象限输入电流传感器CT(IN)1与内电供电转换隔离接触器K12串联后接至牵引变压器TR-1输出端;所述PMCF1整流模块为双管IGBT并联的四象限整流器,结构为:变流器中的四象限母排将TPX11、TPX12、TNX11、TNX12-IGBT并联组成四象限A相,TPY11、TPY12、TNY11、TNY12-IGBT并联组成四象限B相;PMCF1整流模块的输出侧还串接有电流传感器CT(IN)7;所述PMCF2四象限供电电路包括牵引变压器TR-2、预充电接触器AK2、预充电电阻CHR2、主接触器K13、四象限输入电流传感器CT(IN)2、PMCF2整流模块;连接关系如下:所述牵引变压器TR-2由电网供电,预充电接触器AK2与预充电电阻CHR2串联后与主接触器K13并联,然后接至牵引变压器TR-2输出端,四象限输入电流传感器CT(IN)2接至牵引变压器TR-2输出端;所述PMCF2整流模块为双管IGBT并联的四象限整流器,结构与PMCF1整流模块相同;PMCF2整流模块的输出侧还串接有电流传感器CT(IN)8;所述主发电机供电电路由发电机、主发供电三级接触器KM11、三相电流传感器TA11、TA12、TA13构成;发电机通过主发供电三级接触器KM11控制是否工作,且三相输出线路各连接一个电流传感器,分别为TA11、TA12、TA13;输出电压接入PMCF1整流模块与PMCF2整流模块;所述中间电路包括中间电容FC1、中间慢放电阻DR1、指示灯电路、电压传感器PT1与接地检测回路,所述中间电容FC1、中间慢放电阻DR1与电压传感器PT1均接至PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流输出电路上,所述指示灯电路为电阻HR1与指示灯HD1串联,然后接至PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流输出电路上;所述接地检测回路包括分压电阻GRe1、GRe2、防干扰滤波电容GC1及电压传感器PT2,分压电阻GRe1、GRe2串联接入直流输出电路上,防干扰滤波电容GC1及电压传感器PT2并联至GRe2两端并接地;所述牵引逆变斩波电路包括多个三相逆变加斩波INV,编号为INV1~INVn,且结构相同,三相逆变加斩波INV1的结构为:变流器中的三相逆变母排将TPU1、TNU1连接成逆变器U相,将TPVU1、TNV1连接成逆变器V相,将TPW1、TNW1连接成逆变器W相;通过变流器中的过压斩波母排将OVT1、OVT2连接斩波相,U相逆变电路上连接有U相电流传感器CTU1,W相逆变电路上连接有W相电流传感器CTW1,电路上还串接有斩波电流传感器CTB1与斩波电阻BR1。
本实施例采用了优选方案:所述主接触器K11、K12、K13,预充电接触器AK1、AK2及主发电机三极接触器KM11为内电转换相关接触器;所述PMCF1整流模块、PMCF2整流模块、三相逆变斩波INV装配的IGBT、驱动板、配置板、水冷板、电连接器、复合母排的部件,模块的外形、接口及安装尺寸完全相同;三相逆变加斩波INV的三相输出电压接至牵引电机;所述主电路还为辅助变流器与列车供电电路供电,所述辅助变流器及列车供电并接入PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流电压输出端;所述分压电阻GRe1、GRe2阻值相同;所述三相逆变加斩波INV设有三个,分别为INV1、INV2、INV3,且各自接至对应的牵引电机;所述主电路内的部件均采用适用于高海拔5100m、高电压DC3600V的部件,能够实现高原、高压的运行环境。
本实施例所提供的牵引变流器主要技术参数如下:
用途:牵引货运列车或客运列车;
轴式:C0-C0;
轴重:25t;
运行模式:电力模式、内燃模式;
海拔:≤5100m;
采用无二次谐振电路方式。
中间直流环节额定电压:3600V;
四象限整流单元数量:2;
牵引逆变器数量:3;
额定输出功率:3X1225kW;
额定输出电压:3AC 2800V;
电力模式下:额定输入电压:AC 1950V,单相四象限整流;
电力模式(货运)≥7200 kW;
电力模式(客运)≥6400 kW;
内燃模式下:额定输入电压:3AC 2800V,三相不控整流;
内燃模式(货运)≥2200 kW;
内燃模式(客运)≥1460 kW;
按照新型内电双源动力牵引变流器主电路方案设计的牵引变流器,整个牵引器装配同种共5个功率模块、通过1个主发三级接触器、3个主接触器整流器、2个预充电接触器不同开关状态组合,实现了接触网供电工况下的四象限整流功能,实现了主发供电工况下三相不控整流功能。PMCF1整流器、 PMCF2整流器、牵引逆变+斩波INV1、牵引逆变+斩波INV2及牵引逆变+斩波INV3采用同种功率模块,通过变流器内的整流器母排、逆变母排及斩波母排实现了四象限整流、三相不控整流、牵引逆变及过压抑制斩波功能。牵引变流器母线电压采用DC3600V,各电气部件采用高绝缘,能够适用高海拔5100m 运行环境,采用该电压等级,有效减小主回路电流,有利于减小变流器的体积及重量,以满足内电一体化、轻量化、高密度、高海拔的需求。
本实施例的工作原理为:
1)当主电路采用网压供电时,主发供电三级接触器KM11处于断开状态,变压器副边绕组牵引变压器TR-1、牵引变压器TR-2进行电网供电,通过预充电接触器AK1(AK2)和预充电电阻CHR1(CHR2)完成预充电后,主接触器K11、K12或K13闭合,分别给2组四象限整流器PMCF1、PMCF2提供单相交流电,通过两重化控制,实现四象限整流功能,2组四象限采用两重化控制,有效减小纹波电流。
2)当主电路采用柴油机拖动主发电机供电或接触网无法供电时,主发供电三级接触器KM11闭合,接触器K11、K12、K13,预充电接触器AK1、AK2均处于断开状态,通过PMCF1功率模块的2相、PMCF2功率模块的1相反并联在IGBT两端的并联二极管组成双二极管并联的三相不控整流器,借助相同模块实现了内燃供电模式下的三相不控整流功能,同时整车的受电弓处于降弓状态,这样整车就实现了内燃模式供电。
3)在需要实现四象限整流功能时,通过变流器中的四象限母排将TPX11、TPX12、TNX11、TNX12-IGBT并联组成四象限A相,将TPY11、TPY12、TNY11、TNY12-IGBT并联组成四象限B相,这样就完成了双管并联的四象限整流器,如图3所示。
4)在需要逆变+斩波功能时,通过变流器中的三相逆变母排(只叙述其中一个INV1)将TPU1、TNU1连接成逆变器U相,将TPVU1、TNV1连接成逆变器V相,将TPW1、TNW1连接成逆变器W相;通过变流器中的过压斩波母排将OVT1、OVT2连接斩波相,如图4所示。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式,而且对于本领域技术人员而言,本发明可以有多种变形和更改,凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:包括PMCF1四象限供电电路、PMCF2四象限供电电路、主发电机供电电路、中间电路及牵引逆变斩波电路;
所述PMCF1四象限供电电路包括牵引变压器TR-1、预充电接触器AK1、预充电电阻CHR1、主接触器K11、四象限输入电流传感器CT(IN)1、内电供电转换隔离接触器K12、PMCF1整流模块,连接关系如下:所述牵引变压器TR-1由电网供电,预充电接触器AK1与预充电电阻CHR1串联后与主接触器K11并联,然后接至牵引变压器TR-1输出端,四象限输入电流传感器CT(IN)1与内电供电转换隔离接触器K12串联后接至牵引变压器TR-1输出端;所述PMCF1整流模块为双管IGBT并联的四象限整流器,结构为:变流器中的四象限母排将TPX11、TPX12、TNX11、TNX12-IGBT并联组成四象限A相,TPY11、TPY12、TNY11、TNY12-IGBT并联组成四象限B相;PMCF1整流模块的输出侧还串接有电流传感器CT(IN)7;
所述PMCF2四象限供电电路包括牵引变压器TR-2、预充电接触器AK2、预充电电阻CHR2、主接触器K13、四象限输入电流传感器CT(IN)2、PMCF2整流模块;连接关系如下:所述牵引变压器TR-2由电网供电,预充电接触器AK2与预充电电阻CHR2串联后与主接触器K13并联,然后接至牵引变压器TR-2输出端,四象限输入电流传感器CT(IN)2接至牵引变压器TR-2输出端;所述PMCF2整流模块为双管IGBT并联的四象限整流器,结构与PMCF1整流模块相同;PMCF2整流模块的输出侧还串接有电流传感器CT(IN)8;
所述主发电机供电电路由发电机、主发供电三级接触器KM11、三相电流传感器TA11、TA12、TA13构成;发电机通过主发供电三级接触器KM11控制是否工作,且三相输出线路各连接一个电流传感器,分别为TA11、TA12、TA13;输出电压接入PMCF1整流模块与PMCF2整流模块;
所述中间电路包括中间电容FC1、中间慢放电阻DR1、指示灯电路、电压传感器PT1与接地检测回路,所述中间电容FC1、中间慢放电阻DR1与电压传感器PT1均接至PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流输出电路上,所述指示灯电路为电阻HR1与指示灯HD1串联,然后接至PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流输出电路上;所述接地检测回路包括分压电阻GRe1、GRe2、防干扰滤波电容GC1及电压传感器PT2,分压电阻GRe1、GRe2串联接入直流输出电路上,防干扰滤波电容GC1及电压传感器PT2并联至GRe2两端并接地;
所述牵引逆变斩波电路包括多个三相逆变加斩波INV,编号为INV1~INVn,且结构相同,三相逆变加斩波INV1的结构为:变流器中的三相逆变母排将TPU1、TNU1连接成逆变器U相,将TPVU1、TNV1连接成逆变器V相,将TPW1、TNW1连接成逆变器W相;通过变流器中的过压斩波母排将OVT1、OVT2连接斩波相,U相逆变电路上连接有U相电流传感器CTU1,W相逆变电路上连接有W相电流传感器CTW1,电路上还串接有斩波电流传感器CTB1与斩波电阻BR1。
2.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述主接触器K11、K12、K13,预充电接触器AK1、AK2及主发电机三极接触器KM11为内电转换相关接触器。
3.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述PMCF1整流模块与PMCF2整流模块结构相同,模块内装配的IGBT均为相同器件,且每个支路的IGBT桥臂均配有相同的驱动板和配置板。
4.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述牵引逆变斩波电路内的三相逆变加斩波INV结构全部相同,且采用相同的IGBT器件,每个支路的IGBT桥臂均配有相同的驱动板和配置板。
5.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述PMCF1整流模块、PMCF2整流模块、三相逆变斩波INV装配的IGBT、驱动板、配置板、水冷板、电连接器、复合母排的部件,模块的外形、接口及安装尺寸完全相同。
6.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:三相逆变加斩波INV的三相输出电压接至牵引电机。
7.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述主电路还为辅助变流器与列车供电电路供电,所述辅助变流器及列车供电并接入PMCF1整流模块与PMCF2整流模块的直流电压输出端。
8.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述分压电阻GRe1、GRe2阻值相同。
9.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述三相逆变加斩波INV设有三个,分别为INV1、INV2、INV3,且各自接至对应的牵引电机。
10.根据权利要求1所述的一种内电双源牵引变流器主电路,其特征在于:所述主电路内的部件均采用适用于高海拔5100m、高电压DC3600V的部件,能够实现高原高压的运行环境。
CN202111643711.7A 2021-12-30 2021-12-30 一种内电双源牵引变流器主电路 Active CN114244088B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111643711.7A CN114244088B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种内电双源牵引变流器主电路
PCT/CN2022/139087 WO2023125018A1 (zh) 2021-12-30 2022-12-14 一种内电双源牵引变流器主电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111643711.7A CN114244088B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种内电双源牵引变流器主电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114244088A CN114244088A (zh) 2022-03-25
CN114244088B true CN114244088B (zh) 2024-04-19

Family

ID=80744420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111643711.7A Active CN114244088B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种内电双源牵引变流器主电路

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114244088B (zh)
WO (1) WO2023125018A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114244088B (zh) * 2021-12-30 2024-04-19 中车永济电机有限公司 一种内电双源牵引变流器主电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014206079A1 (zh) * 2013-06-24 2014-12-31 长春轨道客车股份有限公司 接触网、动力包和储能装置混合供电的动车组牵引***
CN112737354A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 中车永济电机有限公司 大功率永磁直驱货运机车牵引变流器
CN112737356A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 中车永济电机有限公司 大功率永磁直驱货运机车牵引变流器
WO2021114332A1 (zh) * 2019-12-11 2021-06-17 株洲中车时代电气股份有限公司 一种多流制变流器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203482100U (zh) * 2013-06-24 2014-03-12 北京千驷驭电气有限公司 适用多供电模式的混合动力动车组牵引变流器
CN108696149A (zh) * 2018-05-25 2018-10-23 中车青岛四方车辆研究所有限公司 牵引变流器及其控制、故障处理和载波移相方法
US10773601B2 (en) * 2018-10-18 2020-09-15 Ford Global Technologies, Llc Integrated precharging and discharging for electric vehicle drive system capacitors
CN111082672A (zh) * 2018-10-19 2020-04-28 株洲中车时代电气股份有限公司 一种牵引变流器电路
CN114244088B (zh) * 2021-12-30 2024-04-19 中车永济电机有限公司 一种内电双源牵引变流器主电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014206079A1 (zh) * 2013-06-24 2014-12-31 长春轨道客车股份有限公司 接触网、动力包和储能装置混合供电的动车组牵引***
WO2021114332A1 (zh) * 2019-12-11 2021-06-17 株洲中车时代电气股份有限公司 一种多流制变流器
CN112737354A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 中车永济电机有限公司 大功率永磁直驱货运机车牵引变流器
CN112737356A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 中车永济电机有限公司 大功率永磁直驱货运机车牵引变流器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HXD2B电力机车主变流器工作原理浅析;***;任永军;;电子世界;20180508(第09期);全文 *
TGA6型主辅一体化IGBT变流器;荣智林;忻力;陈燕平;饶沛南;李华;;机车电传动;20100910(第05期);全文 *
无刷直流电动机PWM斩波方式分析;白利飞;马瑞卿;张庆超;;微特电机;20130228(第02期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023125018A1 (zh) 2023-07-06
CN114244088A (zh) 2022-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103338967B (zh) 驱动***、铁道车辆用驱动***及搭载了该***的铁道车辆、编组列车
CN109617044B (zh) 一种基于v/v接线的电气化铁路同相供电***
CN106849782B (zh) 电动驱动装置以及电动设备
CN111193415A (zh) 一种高速列车容错型牵引变流器主电路
CN103723044A (zh) 一种城市轨道车辆辅助供电***
CN113799663B (zh) 一种动车供电传动***、交直交牵引变流器及其控制方法
CN101348086B (zh) 脉动直流牵引供电***
CN107472037B (zh) 一种用于高速列车的牵引供电***及其车载储放电***
Chai et al. Progressing towards DC electrical systems for marine vessels
CN114244088B (zh) 一种内电双源牵引变流器主电路
CN112737354A (zh) 大功率永磁直驱货运机车牵引变流器
CN106671796A (zh) 机车牵引***
CN205202756U (zh) 机车牵引***
CN112208346A (zh) 一种动车组牵引传动供电***
WO2021042557A1 (zh) 一种内燃机车用牵引-辅助变流器及变流柜
CN211744358U (zh) 一种高速列车容错型牵引变流器主电路
CN201390606Y (zh) 轮胎式集装箱龙门起重机车载转场装置
CN114123808A (zh) 一种单三相兼容交直交牵引变流器
CN103481799A (zh) 一种牵引供电控制设备和牵引供电***
CN113650628A (zh) 一种分散动力的智能旅游电动车组牵引辅助供电***
CN109412469B (zh) 牵引变流***主电路、控制方法及其***
CN107070323B (zh) 电动驱动装置以及电动设备
CN201073937Y (zh) 脉动直流牵引供电装置
JP2588950B2 (ja) 直流電車き電システム
CN114179624B (zh) 一种三合一混合能源供电的轨道车牵引供电***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant