[实用新型]基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电气控制系统，尤其涉及整流器智能并网控制技术、多重整流器技术、中间直流共母线多变流器能量循环技术，该基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统属于机车试验台设计与制造技术领域。

背景技术

近年来，铁路运输高速发展，铁路运输安全关系着国计民生，因此，对机车各种部件的性能要求都非常高，机车在出厂之前必须进行各种性能测试，机车试验台是能够模拟无限长轨道为机车提供里程运行条件，从而对机车的牵引制动特性进行验证，以及对机车的各种性能进行较为全面的考核。机车试验台通过电气传动系统完成操作控制、负载施加及辅助通风冷却等功能，因此，电气传动系统机车试验台的核心部分、如何设计电气传动系统决定了机车试验台的试验性能、可靠性及经济效益。

机车试验台为多轴控制系统，现有机车试验台每轴配置一整套独立的电气牵引系统，每套电气牵引系统包括：高压开关柜、牵引变压器柜、整流器、逆变柜和负载电动机等，导致现有机车试验台投资成本和运营成本高。典型的机车电气传动系统见附图的图1、图2，图1为株洲电力机车有限公司即将建成的机车试验台的电气传动系统，该六轴机车电气传动系统供电条件为三相10kV；图2为大连机车研究所和大连电力牵引研发中心合作研发用于天津电力机车有限公司机车试验台的电气传动系统，该六轴机车电气传动系统供电条件为单相25kV。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，以解决现有技术的机车试验台电气传动系统存在的技术问题，实现降低机车试验台的投资成本、运营成本，并达到节能环保目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种基于多重四象限整流的直流共母线机车试验台电气传动系统，它包括高压开关柜G1、变压器TM1、多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2、中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8、多台陪试电机M1-M8、中间直流母线放电回路；高压开关柜G1连接变压器TM1，变压器TM1连接多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2；机车试验台的配电电源经由高压开关柜G1、变压器TM1供给多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2的有源滤波四象限整流器相应电压等级的电源，在多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2的后端，中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8并联在公共直流母线上，每台逆变器分别驱动一台陪试电机。

优选的是，所述高压开关柜G1的一端连接2200kVA/10kV配电电源，所述高压开关柜G1的另一端连接变压器TM1；所述高压开关柜G1用于高压三相供电系统中，提供高压电气设备的电源接入，合、分正常和故障状态下的电流，对电网进行保护和分段隔离，显示电压、电流值，具有控制电源的失压保护和保护参数的设定功能的开关及组合电器柜，在约定的供电系统下，由不同的柜型承载额定工作电流、关合、开断故障电流。

在上述任一技术方案中优选的是，所述变压器TM1的接线组别采用D/y11方式。

在上述任一技术方案中优选的是，所述变压器TM1的原边设有5档抽头，分别为+10%、+5%、0%、-5%、-10%，采用无载调压方式进行抽头变换，可对一次侧的电压进行五档微调，所述变压器TM1用于实现电压的变换和隔离，将网侧的高压变换成二次侧的低电压，完成多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2与电网连接的功能，抑制高次谐波，保证在多种高次谐波联合作用下铁心依然工作在非饱和状态。

在上述任一技术方案中优选的是，所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2、中间共直流母线的多台逆变器INV1-INV8、中间直流母线放电回路组成变频器系统，所述变频器系统的控制策略包含空间矢量控制技术、直接转矩控制技术、恒转速控制技术、无速度传感器控制技术。

在上述任一技术方案中优选的是，所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2为有源滤波四象限整流器采用多重化整流设计，融合了含软件锁相环PLL控制技术的整流器智能并网控制技术、基于模糊控制的电压电流双闭环技术、两电平双模式空间矢量过调制技术，在保证电网功率因数和谐波满足公用电网标准下，实现电网交流与中间直流母线的能量交换；所述多重化有源滤波四象限整流系统AFE1、AFE2能稳定中间直流电压，且能保证中间直流电压在较宽范围内进行调制。