[发明专利]基于逆变器的再生制动吸收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变电路，具体涉及一种用于再生制动逆变电路。

背景技术

轨道交通再生制动能量吸收装置，采用逆变回馈方式，将制动产生的能量有效地输送到电网，并合理地再利用，有效地实现节约能源。

再生制动能量吸收装置其电路结构方式可以根据现场情况分为两种方式。

一是再生制动能量吸收系统与机车牵引供电系统相对独立，各自采用独立的变压器连入电网，其结构框图如图1所示。这种方式优点制动系统与牵引系统相互独立，相互之间影响小，控制较简单；经隔离变压器后可以根据需要送入相应的电网；缺点是增加装置成本。其主要由直流开关柜、逆变系统、交流开关柜、隔离变压器等部分组成，根据现场需要隔离变压器可以接入400V、10kV、35kV等电网。

二是再生制动能量吸收系统与机车牵引供电系统共用一个变压器连入电网，其结构框图如图2所示。这种方式优点装置成本较低；其缺点再生制动能量吸收系统只能连入给机车牵引供电的电网，再生制动能量吸收系统与机车牵引供电系统相互不独立，控制方式相对复杂。

通常逆变电路采用两电平电路结构，这样输出波形质量较差；二是采用大功率器件，系统工作不具有冗余性，而且需要外加冷却措施，降低系统效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种基于逆变器的再生制动吸收装置，逆变系统采用三电平多模块化并联的电路结构。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

主要由直流开关柜、逆变系统、交流开关柜，逆变系统一端连接直流开关柜，另一端连接交流开关柜，由多个逆变模块并联组成，逆变模块包括直流侧串联的两组电容、具有相同的a相、b相、c相输出桥臂，每相输出桥臂包括四个开关功率器件、两个快恢复二极管、一个电阻、两个压敏电阻和一个电抗器，四个开关功率器件依次串联并与两组电容并联，电容联接中点联接一快恢复二极管的正极和另一快恢复二极管的负极，两个快恢复二极管的另一极通过压敏电阻连接到四个开关功率器件的中间点，并且通过电阻并联，四个开关功率器件的中间点连接电抗器一端，电抗器另一端为输出端。

开关功率器件采用IGBT、GTO、IECT或晶闸管。

与现有技术相比本发明具有以下明显的优点：每个逆变模块的功率器件可以选择常规的等级，这样方便实现和产品化。每个逆变模块容量相对较小，轨道交通运行特点，决定再生制动能量吸收系统是间歇工作制，这样每个逆变模块的损耗相对较小，可以采用自然冷却或是增加很小风量的辅助散热方式就可以满足现场要求，减少大容量的通风设施，提高了系统整体效率。

多逆变模块并联方式可以提高系统工作冗余性，每个单元都是独立控制，独立工作，即使出现逆变模块保护，可自动切除该保护模块，从而不影响系统工作，提高系统工作的可靠性。

附图说明

图1为再生制动能量吸收系统框图；

图2为再生制动能量吸收系统框图；

图3为逆变系统框图；

图4为本发明的电路图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

如图4所示，主要由直流开关柜、逆变系统、交流开关柜，逆变系统一端连接直流开关柜，另一端连接交流开关柜，由多个逆变模块并联组成，逆变模块包括直流侧串联的两组电容c1、c2，具有相同的a相、b相、c相输出桥臂，a相输出桥臂包括四个开关功率器件Va1、Va2、Va3、Va4，两个快恢复二极管Da1、Da2，一个电阻Ra,两个压敏电阻RVa1、RVa2，和一个电抗器La，开关功率器件Va1、Va2、Va3、Va4依次串联并与两组电容并联c1、c2，电容c1、c2联接中点联接快恢复二极管Da1的正极和快恢复二极管Da2的负极，快恢复二极管Da1的另一极通过压敏电阻RVa1、快恢复二极管Da2的另一极通过压敏电阻RVa2连接到开关功率器件Va1、Va2、Va3、Va4的中间点，并且通过电阻Ra并联，开关功率器件Va1、Va2、Va3、Va4的中间点连接电抗器La一端，电抗器La另一端为输出端。