[发明专利]一种基于全功率器件的多流制牵引传动系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于全功率器件的多流制牵引传动系统及方法，利用电力机车内全功率器件与牵引供电网相连，所述全功率器件依次包括输入级、中间隔离级、输出级。所述全功率器件的多流制牵引传动系统可用在交流供电制式和直流供电制式。所述输入级由n级H桥型功率变换模块串联级联；中间隔离级由n级输入绕组，m级输出绕组的中频或高频变压器组成；输出级由m级H桥型功率变换模块构成。单相多绕组中频或高频变压器和三相逆变器在多流制条件下发挥出牵引变压器和直流滤波电感两种功能，省去了工频变压器，有利于降低系统体积、重量、成本和噪声。

主权项

一种基于全功率器件的多流制牵引传动系统，其特征在于，包括全功率器件和交流电感(1)、受电弓(2)、牵引供电接触网(3)、牵引电机(13)及轮轨(14)，所述全功率器件包括输入级、中间隔离级以及输出级；所述输入级由n级H桥型功率变换输入模块串联级联，每一级H桥型功率变换输入模块包括H桥型整流器(4)、半桥逆变器(6)及第一谐振电容(7)；所述中间隔离级为具有n级输入绕组和m级输出绕组的中频或高频变压器；所述输出级包括m级H桥型功率变换输出模块，每一级H桥型功率变换输出模块包括第二谐振电容(9)、半桥整流器(10)及三相逆变器(12)；所述受电弓(2)连接于牵引供电接触网(3)上，所述n级H桥型功率变换输入模块串联级联是指相邻两级的H桥型整流器(4)的交流端串联，其中，所述输入级第一级H桥型功率变换输入模块中的H桥型整流器(4)的一个交流端串联一支交流电感(1)，另一交流端与输入级下一级的H桥型整流器(4)的一个交流端相连，输入级第n级H桥型功率变换输入模块的H桥型整流器(4)的另一交流端与所述轮轨(14)相连；所述H桥型功率变换输入模块中，所述H桥型整流器(4)的直流输出侧与所述半桥逆变器(6)的输入端并联，所述半桥逆变器(6)的输出端与所述第一谐振电容(7)串联后，再与中间隔离级的一组输入绕组联接；所述中间隔离级的每级输出绕组经过第二谐振电容(9)连接所述H桥型功率变换输出模块中的半桥整流器(10)的输入端，所述半桥整流器(10)的输出端与所述三相逆变器(12)的输入端并联，所述三相逆变器(12)的输出端与牵引电机(13)相连；所述中间隔离级中第一级输入绕组的首端GA1与受电弓(2)之间设有第一连接单元(15)，所述中间隔离级中每一级输入绕组的尾端与下一级输入绕组的首端之间通过第二连接单元(19)依次串联，其中，所述中间隔离级中第n级输入绕组的尾端与输出级中第一级H桥型功率变换输出模块的半桥整流器(10)输出端的一端A点之间设有第三连接单元(20)，所述输出级第一级H桥型功率变换输出模块的半桥整流器(10)输出端的另一端B点与轮轨之间设有第四连接单元(21)；所述中间隔离级中每一级输入绕组的首端与所述第一谐振电容(7)之间设有第五连接单元(16)，所述中间隔离级中每一级输入绕组的尾端与所述半桥逆变器(6)的一个输出端之间设有第六连接单元(17)；所述交流电感(1)与受电弓之间设有第八连接单元(24)，所述第n级AC/DC整流器的一个输入端还与轮轨之间设有第十连接单元(22)；所述输出级中每一级H桥型功率变换输出模块的半桥整流器(10)的输出端的一端A点与输出级中下一级H桥型功率变换输出模块的半桥整流器(10)的输出端的一端A点之间设有第十一连接单元(25)，所述输出级中每一级H桥型功率变换输出模块的半桥整流器(10)的输出端的另一端B点与输出级中下一级H桥型功率变换输出模块的半桥整流器(10)的输出端的另一端B点之间设有第十二连接单元(26)。