[发明专利]基于固态变压器的机车AC-DC-AC牵引系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于高压SiC固态变压器的高速铁路机车AC-DC-AC牵引系统，尤其涉及一种基于固态变压器的机车AC-DC-AC牵引系统及方法。本发明采用新型的SiC材料构成的固态变压器模块，将其输入侧串联、输出侧并联，构成高速铁路机车AC-DC-AC牵引系统。相比于传统半导体材料构成的牵引变压器，SiC材料的固态变压器，由于具有良好的功率处理能力和频率能力，可以减少其体积和重量，较大地减少了机车的负载重量，具有良好的经济性；输入侧串联、输出侧并联，使高铁机车牵引系统易于扩展，若一个固态变压器模块的副边损耗了，在一段时间内机车还能维持正常运行，从而提高了可靠性。

主权项

一种基于固态变压器的机车AC‑DC‑AC牵引系统，其特征在于，包括至少三个固态变压器，所述固态变压器输入侧串联且输出侧并联；每个固态变压器均包括依次连接的AC/DC整流器、DC/DC变换器以及DC/AC逆变器；其中，AC/DC整流器将供电臂母线电压的单相交流电整流成直流电，包括四个IGBT以及分别与四个IGBT并联的二极管共同组成的H桥电路；支撑电容并连直流母线两极用以支撑直流母线电压的作用,在开关周期内为负载提供续流回路,减小开关周期纹波，在切载时,减小输出电压的波动；DC/DC变换器包括高压H桥电路、输入端与高压H桥电路输出端连接的中间高频变压器、以及输入端与中间高频变压器输出端连接的低压H桥电路；高压H桥电路和低压H桥电路均包括四个IGBT以及分别与四个IGBT并联的二极管；DC/AC逆变器包括三组高压IGBT组件构成的低压H桥以及与低压H桥输出连接的三个滤波电感；每组高压IGBT组件均包括两个高压IGBT以及分别与该两个高压IGBT并联的二极管；该DC/AC逆变器还包括一个跨接在DC/AC逆变器输入端的支撑电容。