[发明专利]一种同相供电装置

说明书

本发明公开了一种同相供电装置，涉及供电装置技术领域，包括三相YY型牵引变压器及三相‑单相AC/AC变换器，三相‑单相AC/AC变换器由三相全桥型模块化多电平变换器及多模块隔离型AC/AC变换器组成，在工作过程中，全桥型模块化多电平变换器实现三相工频交流至单相高频交流变换，多模块隔离型AC/AC变换器实现单相高频交流至单相工频交流变换。本发明中多模块隔离型AC/AC变换器均采用开环控制，第一H桥单元全部开关器件工作在高频零电流软开关模式，第二H桥单元全部器件工作在工频零电流开关模式，可有效降低系统控制复杂程度同时提高隔离级电能传输效率。

技术领域

本发明涉及供电装置技术领域，具体是一种电力机车牵引用同相供电装置。

背景技术

现有电气化铁路牵引供电系统中，由于铁路系统的单相供电制式与公用电网的三相制式不能直接匹配，使得铁路供电系统在使用时需要在不同的分段采用三相电网中的某一相进行供电。电分相的存在造成机车经过分相间的绝缘区时产生了牵引力和速度损失，并导致三相供电网中出现负序电流，且该电流与机车功率之间呈现线性变化。

为了解决上述问题，有专家和学者提出了同相供电系统，即机车在运行过程中从电网中获得幅值和相位保持连续的交流电压，按照工作方式，现有的同相供电系统方案可以分为有源补偿式和贯通式两种，相比于贯通式同相供电系统，有源补偿式同相供电虽然取消了电分相，但是相邻牵引变电所输出电压相位不能实现完全一致，因此相邻牵引变电所之间仍存在电分相装置。

贯通同相供电系统可实现交流供电网与接触网完全解耦，即实现三相交流-单相交流电压变换器，无需电分相装置，同时可以提高接触网供电品质、供电可靠性和供电能力以及供电系统故障穿越能力，具有广泛的应用前景。公告号为CN201520230853.4及CN201510646749.8的中国专利分别提出一种无工频变压器的三相-单相变电所结构，但是该结构使用的电力电子器件数量过多，使得变电所造价昂贵；公告号为CN209982353U的中国专利为降低制造成本，提出一种模块化多电平变换器及多模块DC/AC变换器，但是涉及多种电能变换，大大地影响了系统的运行效率。

发明内容

鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种同相供电装置，通过将三相工频交流电压转变为幅值呈现两倍电网工频波动的高频方波电压后隔离型AC/AC变换器按照开环工作方式实现单相工频交流电压输出，控制方式相对简单，且隔离型AC/AC变换器开关器件均工作在零电流状态。