[实用新型]一种再生能量逆变回馈的小功率验证平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及城市轨道交通再生制动技术领域，具体为一种再生能量逆变回馈的小功率验证平台。

背景技术

交通运输在我国经济发展过程中承担着举足轻重的角色。其中，城市轨道交通拥有其独特的优势。然而，城轨列车启停十分频繁，使列车大部分动能浪费，造成能量的利用率大大降低。为此，采用电制动方式来减轻机械制动对列车装置的磨损，并将动能转化为电能加以再利用。

目前国内再生制动能量吸收装置主要包括电阻能耗型、电容储能型、飞轮储能型、再生能量型。电阻吸收设备简单且成本低，但其电制动能量全部消耗在电阻上，未得到利用。电容和飞轮储能型设备节能效果好，但成本高且不便于安装。再生能量型装置目前还处于研究阶段，而现有的再生能量型装置并未有统一的结构，且存在装置配置不完整、顺序不合理、测量装置不完善等问题，如部分结构图只标注了变流装置却未标注电动机，部分结构图没有电压测量装置。这些问题都会给相关研究的进展造成阻碍。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可模拟城市轨道牵引供电系统的再生能量逆变回馈的小功率验证平台，可以得到较为准确的模拟列车制动时逆变回馈的情况。技术方案如下：

一种再生能量逆变回馈的小功率验证平台，包括整流变压器T1、整流器RCT、变流装置N、电动机M、逆变回馈装置NH和隔离变压器T2；整流变压器T1连接到交流母线，用于将电压升高，升压后的交流电压通过整流器RCT转换为直流电压，并连接到直流母线，使直流电压通过变流装置N给电动机M供电；逆变回馈装置NH也连接到直流母线，在直流母线电压升高至预设阈值时，将直流电逆变并通过隔离变压器T2输送至交流母线。

进一步的，所述电动机M还连接到发电机G，发电机G并入交流母线。

本实用新型有益效果是：本实用新型可模拟城市轨道牵引供电系统，便于研究、改进和优化其控制系统；能够利用小功率设备，得到较为准确的模拟列车制动时逆变回馈的情况，可通过并网电流波形、能量利用率、直流母线电压变化幅度速率等直观反映出再生能量逆变反馈效果；且设备成本较小，便于改进扩展；结构上较为完善，较其他模型可更具体的展示逆变回馈效果。

附图说明

图1为本实用新型再生能量逆变回馈的小功率验证平台的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图1所示，一种再生能量逆变回馈的小功率验证平台，包括整流变压器T1、整流器RCT、变流装置N、电动机M、逆变回馈装置NH和隔离变压器T2；整流变压器T1连接到交流母线，用于将电压升高，升压后的交流电压通过整流器RCT转换为直流电压，并连接到直流母线，使直流电压通过变流装置N给电动机M供电；逆变回馈装置NH也连接到直流母线，在直流母线电压升高至预设阈值时，将直流电逆变并通过隔离变压器T2输送至交流母线。

本实施例中整流变压器T1采用小功率12脉波或24脉波变压器，将母线电压升压至1180V，整流器RCT采用小功率硅整流器将电压整流为直流1500V，再通过IGBT等电子开关管组成的变流装置N将1500V直流电逆变为交流给小型电动机M供电，通过矢量控制可以根据模拟不同列车运行工况下电动机M的运行状态。

模拟列车正常运行时，变流装置N处于逆变状态，电动机M正常工作，小型发电机G作电动机M负载，以避免电动机空载运行，发电机G并入交流380V母线，逆变回馈装置NH不投入工作。逆变回馈装置NH中的监测系统，可用于对直流电压实时监测，可动态监测直流电压V_dc变化，并为再生制动逆变回馈做准备。

模拟列车制动时，电动机M作发电机，机械能转化为电能，产生的再生制动能量流向1500V直流母线导致母线电压V_dc升高。电压监测系统检测到母线电压V_dc升高，当母线电压V_dc抬升到预设阈值时，通过双闭环控制原理，软件控制系统的预设程序输出控制信号，控制信号由接口输入，驱动由电力电子开关管组成的小型两电平三相逆变回馈实物装置NH工作。逆变回馈装置NH将直流侧堆积的再生制动能量通过小型隔离变压器T2回馈到380V交流电网侧，实现能量的再生利用和安全隔离，也使得网压恢复正常水平。同时使直流母线电压稳定在正常范围，并达到再生能量利用的目的。可通过观察逆变回馈装置NH并网电流波形以及能量利用率的评估验证其工作效果。