一种牵引动力装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种牵引动力装置，包括：整流器、牵引逆变器以及辅助变流单元；其中，整流器用于将牵引变压器二次侧绕组的单相交流电整流成直流电；牵引逆变器用于将直流电逆变成频率幅值可控的交流电以用来牵引电机；辅助变流单元包括斩波器、中频隔离DC/DC变流器、辅助逆变器以及正弦滤波器；斩波器连接整流器，用于对直流电进行调压；中频隔离DC/DC变流器连接斩波器，用于对斩波器输出的直流电压进行中频逆变，生成中频的方波电压，并对中频的方波电压进行隔离变压后整流为低压直流电；辅助逆变器用于将低压直流电逆变为三相工频交流电；正弦滤波器连接辅助逆变器，用于对三相工频交流电进行滤波，生成正弦的三相交流电供给列车的交流负载。

【技术实现步骤摘要】
一种牵引动力装置
本技术涉及轨道交通车载设备，尤其涉及高速动车组、城际动车组的牵引动力装置。
技术介绍
牵引动力单元为高速动车组和城际动车组的核心零部件，它为列车提供动力和车载电源。图1为现有的牵引动力单元的结构示意图。如图1所示，牵引动力单元的输入为牵引变压器的二次侧绕组的单相交流电，通过整流器转换为直流电，然后通过牵引逆变器逆变成三相变频变压交流电，送给牵引电机，实现牵引和电制动。辅助逆变器将直流电逆变成三相交流电，经工频变压器实现变压和隔离，经电感、电容构成的正弦滤波器滤波后，得到工频三相交流电为列车的所有交流设备供电。充电机通常也可以作为牵引动力单元的一部分，其将直流电通过DC/DC变换，成110V直流电，作为列车的控制电输出。但是，在现有的这种牵引动力单元的实现中，工频变压器的体积和重量非常可观，也通常是辅助变流器的最大单体部件。并且，功率等级越高，工频变压器的体积重量越大，对辅助变流器的机械设计、安装、重心控制等方面都造成挑战。而且，重量大的辅助变流器不利于车辆的轻量化和节能减排。另外，现有的这种动力单元中，充电机的输入电压通常比较高，例如可能为1800Vdc或3600Vdc，因此充电机是一个高压设备，如果其直接做DC/DC变换到110Vdc，电压差距很大，对充电机的要求比较高。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
本技术实施例提供一种牵引动力装置，以解决现有的牵引动力单元体积重量较大，且成本难度较高的问题。为了达到上述目的，本技术实施例提供一种牵引动力装置，包括：整流器、牵引逆变器以及辅助变流单元；其中，所述整流器连接列车上的牵引变压器二次侧绕组，用于将所述牵引变压器二次侧绕组的单相交流电整流成直流电；所述牵引逆变器连接所述整流器，用于将所述直流电逆变成频率幅值可控的交流电以用来牵引电机；所述辅助变流单元包括斩波器、中频隔离DC/DC变流器、辅助逆变器以及正弦滤波器；所述斩波器连接所述整流器，用于对所述直流电进行调压；所述中频隔离DC/DC变流器连接所述斩波器，用于对所述斩波器输出的直流电压进行中频逆变，生成中频的方波电压，并对所述中频的方波电压进行隔离变压后整流为低压直流电；所述辅助逆变器连接所述中频隔离DC/DC变流器，用于将所述低压直流电逆变为三相工频交流电；所述正弦滤波器连接所述辅助逆变器，用于对所述三相工频交流电进行滤波，生成正弦的三相交流电供给列车的交流负载。进一步地，在一实施例中，所述整流器为一台或多台；当所述整流器为多台时，并联连接于所述牵引变压器二次侧绕组，且每一个整流器对应连接一套牵引变压器二次侧绕组。进一步地，在一实施例中，所述牵引逆变器为一台，用于控制多台电机。进一步地，在一实施例中，所述牵引逆变器为多台，每一台牵引逆变器用于控制一台或多台电机。进一步地，在一实施例中，所述斩波器为升压斩波器或降压斩波器，数量为一个或多个；当所述斩波器为多个时，所述多个斩波器串联连接并采用均压控制。进一步地，在一实施例中，所述中频隔离DC/DC变流器包括中频逆变器、中频变压器以及中频整流器；所述中频逆变器用于对所述斩波器输出的直流电压进行中频逆变，生成中频的方波电压；所述中频变压器用于对所述中频的方波电压进行隔离变压；所述中频整流器用于对隔离变压后的方波电压进行整流，生成所述低压直流电。进一步地，在一实施例中，还包括充电机；所述充电机连接所述中频隔离DC/DC变流器，用于将所述低压直流电进行DC/DC转换，作为列车的控制电。本技术实施例的牵引动力单元所产生的有益效果如下：牵引动力单元中集成了牵引变流器和中频化辅助变流器，系统集成度很高；提高了辅助变流器的工作频率，显著提高轻量化水平；利用斩波器应对输入电压大范围变化，使得直流电压较低或较高时，辅助变流器部分均可以正常工作；利用斩波器的级联，使得斩波器和中频隔离DC/DC变流器可以采用较低电压等级的器件，工作频率可以进一步得到提高；斩波器和中频隔离DC/DC变流器协同工作，使直流电降压到一个较低直流电压水平，从而使得辅助逆变器和充电机都成了低压设备，显著降低了其设计难度和成本；辅助变流器采用模块化的设计，可方便的根据不同需求进行裁剪或者扩容。例如，可以通过斩波模块的串联适应更高电压，中频隔离DC/DC变流器的并联实现扩容，辅助逆变器的并联实现扩容。参照后文的说明和附图，详细公开了本技术的特定实施方式，指明了本技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的牵引动力装置的结构示意图；图2为本技术实施例的一种牵引动力装置的结构示意图；图3为本技术实施例的多个斩波器输入串联的结构示意图；图4为本技术实施例的中频隔离DC/DC变流器的结构示意图；图5为本技术实施例1的牵引动力装置的具体实施例的电路结构图；图6为本技术实施例2的牵引动力装置的具体实施例的电路结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面参考本技术的若干代表性实施方式，详细阐释本技术的原理和精神。本技术揭示一种牵引动力单元，实现牵引变流器和辅助变流器的集成设计，实现轻量化、小型化和集成化程度高的目的。图2为本技术实施例的一种牵引动力装置的结构示意图。如图2所示，包括：整流器、牵引逆变器以及辅助变流单元；其中，所述整流器连接列车上的牵引变压器二次侧绕组，用于将所述牵引变压器二次侧绕组的单相交流电整流成直流电；所述牵引逆变器连接所述整流器，用于将所述直流电逆变成频率幅值可控的交流电以用来牵引电机；所述辅助变流单元包括斩波器、中频隔离DC/DC变流器、辅助逆变器以及正弦滤波器；所述斩波器连接所述整流器，用于对所述直流电进行调压；所述中频隔离DC/DC变流器连接所述斩波器，用于对所述斩波器输出的直流电压进行中频逆变，生成中频的方波电压，并对所述中频的方波电压进行隔离变压后整流为低压直流电；所述辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牵引动力装置，其特征在于，包括：整流器、牵引逆变器以及辅助变流单元；其中，所述整流器连接列车上的牵引变压器二次侧绕组，用于将所述牵引变压器二次侧绕组的单相交流电整流成直流电；所述牵引逆变器连接所述整流器，用于将所述直流电逆变成频率幅值可控的交流电以用来牵引电机；所述辅助变流单元包括斩波器、中频隔离DC/DC变流器、辅助逆变器以及正弦滤波器；所述斩波器连接所述整流器，用于对所述直流电进行调压；所述中频隔离DC/DC变流器连接所述斩波器，用于对所述斩波器输出的直流电压进行中频逆变，生成中频的方波电压，并对所述中频的方波电压进行隔离变压后整流为低压直流电；所述辅助逆变器连接所述中频隔离DC/DC变流器，用于将所述低压直流电逆变为三相工频交流电；所述正弦滤波器连接所述辅助逆变器，用于对所述三相工频交流电进行滤波，生成正弦的三相交流电供给列车的交流负载。

【技术特征摘要】
1.一种牵引动力装置，其特征在于，包括：整流器、牵引逆变器以及辅助变流单元；其中，所述整流器连接列车上的牵引变压器二次侧绕组，用于将所述牵引变压器二次侧绕组的单相交流电整流成直流电；所述牵引逆变器连接所述整流器，用于将所述直流电逆变成频率幅值可控的交流电以用来牵引电机；所述辅助变流单元包括斩波器、中频隔离DC/DC变流器、辅助逆变器以及正弦滤波器；所述斩波器连接所述整流器，用于对所述直流电进行调压；所述中频隔离DC/DC变流器连接所述斩波器，用于对所述斩波器输出的直流电压进行中频逆变，生成中频的方波电压，并对所述中频的方波电压进行隔离变压后整流为低压直流电；所述辅助逆变器连接所述中频隔离DC/DC变流器，用于将所述低压直流电逆变为三相工频交流电；所述正弦滤波器连接所述辅助逆变器，用于对所述三相工频交流电进行滤波，生成正弦的三相交流电供给列车的交流负载。2.根据权利要求1所述的牵引动力装置，其特征在于，所述整流器为一台或多台；当所述整流器为多台时，并联连接于所述牵引变压器二次侧绕组，且每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：马颖涛，董侃，陶元之，李水昌，宋术全，王骁，刘阳，刘冰，宫帅，刘伟志，刘东辉，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，北京纵横机电技术开发公司，中国铁道科学研究院机车车辆研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11