[实用新型]一种无变压器拓扑结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及无变压器拓扑结构。

背景技术

目前，在传统的大功率电力机车或者动车组上牵引电传动系统的结构是：接触网—牵引变压器—整流器—中间直流电路—逆变器—牵引电机。其中，牵引变压器笨重、造价昂贵，并占用大量的空间，既增加了机车的重量和制造成本，也在列车牵引或者再生制动时，产生铜耗和铁耗，使电能利用率降低。此外，变压器还会带来温升、漏抗等一系列问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无变压器拓扑结构。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种无变压器拓扑结构，包括相互级联的二个以上的转换单元；所述的转换单元包括控制器、脉冲整流器、电阻和电感，控制器接收电网侧的交流电压信号和交流电流信号，同时控制器接收脉冲整流器输出端的直流电压信号和直流电流信号，控制器的输出端与脉冲整流器相连接，控制器上具有直流电压给定值输入端；电阻的输入端与电网侧连接，电阻的输出端通过与电感串联与脉冲整流器相连接。

进一步的，所述的脉冲整流器为三电平脉冲整流器，其中三电平脉冲整流器的A极与电感的输出端连接，三电平脉冲整流器的B极与相邻转换单元的A极连接，三电平脉冲整流器的g极与控制器的输出端连接。

进一步的，在三电平脉冲整流器输出正极和N极之间设置了第一电容，在三电平脉冲整流器的负极与N极之间设置了第二电容。

进一步的，脉冲整流器上并联有交流电压传感器，控制器接收交流电压传感器的交流电压信号；在电网侧与电阻之间串联有交流电流传感器，控制器接收交流电流传感器上的交流电流信号。

进一步的，在脉冲整流器的输出端并联有直流电压传感器，控制器接收直流电压传感器的直流电压信号；在脉冲整流器的输出端串联有直流电流传感器，控制器接收直流电流传感器的直流电流信号。

本实用新型的有益效果是：

（1）采用本实用新型的拓扑结构，利用多个转换单元对电网侧的电压进行分压，利用脉冲整流器将交流电转换为直流电，使得每一转换单元的输出端具有稳定的直流输出，从而省去了变压器，解决了变压器笨重、造价昂贵、占用大量空间的技术问题，也解决了在列车牵引或者再生制动时产生铜耗和铁耗的技术问题，使电能利用率高。此外，还解决了变压器带来温升、漏抗等一系列的技术问题。

（2）由于设置了第一电容和第二电容，起到了平衡电压的作用，保证N极为0电位。

（3）由于设置了交流电压传感器、交流电流传感器、直流电压传感器和直流电流传感器，因此，能精确的得到交流电压、交流电流、直流电压和直流电流。

附图说明

图1为本实用新型的拓扑结构图。

具体实施方式

如图1所示，无变压器拓扑结构包括相互级联的二个以上的转换单元100，所述的级联是指利用转换单元进行分压，每一转换单元都具有输出端。所述的转换单元100包括控制器1、脉冲整流器2、电阻3和电感4。

控制器1具有直流电压给定值输入端Udc--^※---、交流电压信号输入端Uac、交流电流信号输入端Iac、直流电压信号输入端Udc、直流电流信号输入端Idc和输出端pulse。直流电压给定值输入端Udc--^※---接收直流电压给定值，交流电压信号输入端Uac接收来自交流电压传感器的交流电压信号，交流电流信号输入端Iac接收来自交流电流传感器的交流电流信号，直流电压信号输入端Udc接收来自直流电压传感器的直流电压信号，直流电流信号输入端Idc接收来自直流电流传感器的直流电流信号，输出端pulse与脉冲整流器的g极连接。

所述的脉冲整流器2为三电平脉冲整流器，其中三电平脉冲整流器的A极与电感4的输出端连接，三电平脉冲整流器的B极与相邻转换单元中的三电平脉冲整流器的A极连接，三电平脉冲整流器的g极与控制器1的输出端pulse连接。

在三电平脉冲整流器输出正极和N极之间设置了第一电容5，在三电平脉冲整流器的负极与N极之间设置了第二电容6，起到了平衡电压的作用，保证N极为0电位。

电阻3和电感4依次串联，电阻3的输出端连接在电感4的输入端。电阻3的输入端与电网侧200连接。