[实用新型]一种无工频变压器的三电平电力电子牵引变压器

摘要

本实用新型公开了一种无工频变压器的三电平电力电子牵引变压器，通过输入电抗器L与牵引网(V)连接后实现车载电力变压，由n个采用输入串联输出并联连接的相同的功能模块(M₁-M_n)，所述模块为单相结构的交流-直流变换器的电力电子装置，其特征在于，所述电力电子装置主要由单相二极管嵌位三电平整流电路、半桥三电平双向直直变换器组成。本实用新型变压器结构简洁，不需满足谐振条件；可以大大减轻系统的体积，提高工作效率与电能质量，并且系统受控，不易引起谐振等不良后果；实现三电平输出，减小了单开关周期内回流能量的大小，可有效提高能量传输效率。

主权项

一种无工频变压器的三电平电力电子牵引变压器，通过输入电抗器L与牵引网(V)连接后实现车载电力变压，由n个采用输入串联输出并联连接的相同的功能模块(M₁‑M_n)，所述模块为单相结构的交流‑直流变换器的电力电子装置，其特征在于，所述电力电子装置主要由单相二极管嵌位三电平整流电路、半桥三电平双向直直变换器组成，其中：a、左侧牵引网(V)与输入电抗器(L)的一端相连；输入电抗器(L)的另一端接至模块1(M₁)中整流电路的左桥臂串联开关管(S₁、S₂、S₃、S₄)的中点a₁；模块1(M₁)中整流电路的右桥臂串联开关管(S₅、S₆、S₇、S₈)中点c₁与之相邻模块(M₂)中整流电路的左桥臂上的中点a₂点相连，以此类推，n个模块的输入端呈串联结构，最后一个模块(M_n)中的整流电路右桥臂中点c_n牵引网的负端(R)相连；b、每个模块中整流电路中左右桥臂的箝位二极管(D₁、D₂与D₃、D₄)中点b₁、d₁及直流侧两个串联电容(C₁、C₂)中点e₁相连；半桥三电平双向直直变换器的左半桥的嵌位二极管中点g₁与中高频变压器(MFT)原边绕组末端相连并连接至e₁点；而其左半桥串联开关管(S₉、S₁₀、S₁₁、S₁₂)中点f₁经电感L_r连接至中频变压器(MFT)原边绕组始端，其副边绕组始端与直直变换器右半桥串联开关管(S₁₃、S₁₄、S₁₅、S₁₆)中点h₁相连,副边绕组末端连接至右半桥嵌位二极管(D₇、D₈)中点i₁，并与直流侧电容(C₃、C₄)中点j₁相连；每个模块中直直变换器直流输出端口k₁、l₁、k₂、l₂…k_n、l_n呈并联结构。