一种牵引供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种牵引供电系统，包括整流变压器和二极管整流器，还包括充电回路和与充电回路连接的能量回馈电路，整流变压器低压侧的两端分别连接充电回路，各能量回馈电路具体包括由多个网侧变换器级联的级联变换器组，分别与各网侧变换器连接的高频DC‑AC变换器，与各高频DC‑AC变换器连接的高频变压器，与高频变压器连接的高频AC‑DC变换器，高频AC‑DC变换器与直流母线连接，整流器变压器低压侧的同一端的级联变换器组通过中心点连接。本系统在制动工况下，能够将制动能量回馈至电网，因此该系统不仅可以减少制动电阻的消耗，减少整车的体积，而且提高了能源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种牵引供电系统
本专利技术涉及轨道交通
，特别是涉及一种牵引供电系统。
技术介绍
随着城市化进程的加剧和人口流动性的增加，轨道交通成为日常生活出行的重要交通工具。在轨道交通中，牵引供电系统是列车重要的组成部分，在一定程度上决定着列车运行的可靠性。列车的工况大体分为两种，一个种是牵引工况，一种是制动工况。在牵引工况中，牵引供电系统为列车提供电能，从而产生牵引动力，但是当列车处于制动工况时，会产生大量的制动能量，为了消耗这些能量，传统的牵引供电系统会加入制动电阻，通过制动电阻消耗。很显然，这种方式不仅增加了整车的体积，而且容易造成能源的浪费。由此可见，在列车产生制动能量时，如何将能量回馈至电网是本领域技术人员亟待解决地问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种牵引供电系统，用于在列车产生制动能量时，将能量回馈至电网。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种牵引供电系统，包括与高压交流母线连接的整流变压器，所述整流变压器低压侧的两端分别连接二极管整流器，各所述二极管整流器与直流母线连接，还包括充电回路和与所述充电回路连接的能量回馈电路，所述整流变压器低压侧的两端分别连接所述充电回路，各所述能量回馈电路具体包括由多个网侧变换器级联的级联变换器组，分别与各所述网侧变换器连接的高频DC-AC变换器，与各所述高频DC-AC变换器连接的高频变压器，与所述高频变压器连接的高频AC-DC变换器，所述高频AC-DC变换器与所述直流母线连接，所述整流器变压器低压侧的同一端的所述级联变换器组通过中心点连接。优选地，所述能量回馈电路还包括多个第一电容，所述第一电容和所述网侧变换器一一对应，所述第一电容的两端并联在所述网侧变换器和所述高频DC-AC变换器之间。优选地，所述能量回馈电路还包括第二电容，所述第二电容和所述高频AC-DC变换器一一对应，所述第二电容的两端并联在所述高频AC-DC变换器和所述直流母线之间。优选地，所述能量回馈电路还包括多个LC支路，所述LC支路和所述高频DC-AC变换器一一对应，所述LC支路设置在所述高频DC-AC变换器和所述高频变压器之间，所述LC支路包含电感和第三电容，所述电感的第一端与所述高频DC-AC变换器的第一输入端连接，所述电感的第二端与所述高频变压器的第一次级绕组连接，所述第三电容的第一端与所述高频DC-AC变换器的第二输入端连接，所述第三电容的第二端与所述高频变压器的第二次级绕组连接。优选地，所述高频变压器共铁芯，具有多重支路，所述支路与所述高频DC-AC变换器一一对应。优选地，还包括与所述充电回路连接的电流传感器。优选地，所述整流变压器为12脉波整流变压器。本专利技术所提供的牵引供电系统，包括整流变压器和二极管整流器，还包括充电回路和与充电回路连接的能量回馈电路，整流变压器低压侧的两端分别连接充电回路，各能量回馈电路具体包括由多个网侧变换器级联的级联变换器组，分别与各网侧变换器连接的高频DC-AC变换器，与各高频DC-AC变换器连接的高频变压器，与高频变压器连接的高频AC-DC变换器，高频AC-DC变换器与直流母线连接，整流器变压器低压侧的同一端的级联变换器组通过中心点连接。本系统在制动工况下，能够将制动能量回馈至电网，因此该系统不仅可以减少制动电阻的消耗，减少整车的体积，而且提高了能源的利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种牵引供电系统的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护范围。本专利技术的核心是提供一种牵引供电系统，用于在列车产生制动能量时，将能量回馈至电网。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术实施例提供的一种牵引供电系统的结构图。包括与高压交流母线连接的整流变压器10，整流变压器低压侧的两端分别连接二极管整流器11，各二极管整流器11与直流母线连接，还包括充电回路12和与充电回路12连接的能量回馈电路13，整流变压器低压侧的两端分别连接充电回路12，各能量回馈电路13具体包括由多个网侧变换器HL级联的级联变换器组，分别与各网侧变换器HL连接的高频DC-AC变换器HH，与各高频DC-AC变换器HH连接的高频变压器14，与高频变压器14连接的高频AC-DC变换器LH，高频AC-DC变换器LH与直流母线连接，整流器变压器低压侧的同一端的级联变换器组通过中心点连接。如图1所示，整流变压器10的高压侧与高压交流母线连接，低压侧具有两端，分别为Y端和星端，Y端和星端的结构是相同的。换句话说，充电回路12为两个，分别与Y端和星端连接，由于Y端和星端的输出为三相，则充电回路12也是对应的三相输入-输出，因此充电回路12的每一相均连接一个能量回馈电路13。对于本专利技术来说，需要6个能量回馈电路13，其中3个对应整流变压器10低压侧的Y端，另外3个对应整流变压器10低压侧的星端。作为优选地实施方式，整流变压器10为12脉波整流变压器。需要说明的是，图1中，高频变压器14有多个，与网侧变换器HL的数量和高频DC-AC变换器HH的数量相同。在另外一种实施例中，高频变压器14也可以是一个整体，即数量为一个，是共铁芯，具有多重支路，支路与高频DC-AC变换器HH一一对应。可以理解的是，高频变换器14的结构决定了高频AC-DC变换器LH的数量，若高频变换器14为图1所示的结构，则高频AC-DC变换器LH的数量就是多个，与网侧变换器HL的数量和高频DC-AC变换器HH的数量相同；若高频变换器14为共铁芯的结构，则高频AC-DC变换器LH的数量就为1个。以三相中的一相为例，能量回馈电路13包含以下部分：级联变换器组由多个网侧变换器HL级联而成，所谓的级联是指相邻前一个网侧变换器HL的末端与后一个网侧变换器HL的首端连接，首个网侧变换器HL的首端与充电回路12的其中一相连接，同一侧的能量回馈电路13中的末尾网侧变换器HL的末端相互连接。网侧变换器HL，通过级联分担网侧电压，将电网侧交流转换成直流。作为一种优选地实施方式，能量回馈电路13还包括多个第一电容C1，第一电容C1和网侧变换器HL一一对应，第一电容C1的两端并联在网侧变换器HL和高频DC-AC变换器HH之间。第一电容C1为支撑电容，能够起到稳定高压侧的电压的作用。与各网侧变换器HL连接的高频DC-AC变换器HH，将直流电压转换成高频方波交流电压。与各高频DC-AC变换器HH连接的高频变压器14，高频变压器14能够同时提到高频变压和隔离的目的。与高频变压器14连接的高频AC-DC变换器LH，高频AC-DC变换器LH与直流母线连接，高频AC-DC变换器LH用于将高频交流电转换成直流电，最终连接直流母线。作为一种优选地实施方式，能量回馈电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引供电系统，包括与高压交流母线连接的整流变压器，所述整流变压器低压侧的两端分别连接二极管整流器，各所述二极管整流器与直流母线连接，其特征在于，还包括充电回路和与所述充电回路连接的能量回馈电路，所述整流变压器低压侧的两端分别连接所述充电回路，各所述能量回馈电路具体包括由多个网侧变换器级联的级联变换器组，分别与各所述网侧变换器连接的高频DC‑AC变换器，与各所述高频DC‑AC变换器连接的高频变压器，与所述高频变压器连接的高频AC‑DC变换器，所述高频AC‑DC变换器与所述直流母线连接，所述整流器变压器低压侧的同一端的所述级联变换器组通过中心点连接。

【技术特征摘要】
1.一种牵引供电系统，包括与高压交流母线连接的整流变压器，所述整流变压器低压侧的两端分别连接二极管整流器，各所述二极管整流器与直流母线连接，其特征在于，还包括充电回路和与所述充电回路连接的能量回馈电路，所述整流变压器低压侧的两端分别连接所述充电回路，各所述能量回馈电路具体包括由多个网侧变换器级联的级联变换器组，分别与各所述网侧变换器连接的高频DC-AC变换器，与各所述高频DC-AC变换器连接的高频变压器，与所述高频变压器连接的高频AC-DC变换器，所述高频AC-DC变换器与所述直流母线连接，所述整流器变压器低压侧的同一端的所述级联变换器组通过中心点连接。2.根据权利要求1所述的牵引供电系统，其特征在于，所述能量回馈电路还包括多个第一电容，所述第一电容和所述网侧变换器一一对应，所述第一电容的两端并联在所述网侧变换器和所述高频DC-AC变换器之间。3.根据权利要求1所述的牵引供电系统，其特征在于，所述能量回馈电路还包括第二电容，所述第二电容和所述高频...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志学，陈涛，刘华东，李红波，何多昌，翁星方，贺文，张铁军，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43