牵引变流器和动车组牵引传动系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种牵引变流器和动车组牵引传动系统。本实用新型专利技术牵引变流器，包括：4QC、双向DC/DC变换器、牵引逆变器；其中，4QC用于电连接接触网，4QC与双向DC/DC变换器电连接，双向DC/DC变换器与牵引逆变器电连接，牵引逆变器用于电连接牵引电机；双向DC/DC变换器用于设置双向DC/DC变换器的功率等于4QC直流侧的二次脉动功率，以对4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制。本实用新型专利技术通过双向DC/DC变换器的功率等于4QC直流侧的二次脉动功率的设置，实现了对4QC直流侧的二次脉动电压的抑制，使得牵引变流器能够适应机车实际运行当中的各种工况，还使得牵引变流器的体积减小，重量减轻，提高了牵引变流器的功率密度。

Traction converter and EMU traction drive system

The utility model provides a traction converter and a EMU traction transmission system. The traction converter of the utility model includes: 4qc, bi-directional DC / DC converter and traction inverter; wherein, 4qc is used for electrically connecting the contact network, 4qc is used for electrically connecting the bi-directional DC / DC converter, bi-directional DC / DC converter is used for electrically connecting the traction inverter, and the traction inverter is used for electrically connecting the traction electric machine; the bi-directional DC / DC converter is used for setting the bi-directional DC / DC converter with the power equal to the secondary power on the DC side of 4qc Pulse power, to suppress the secondary pulse voltage of 4qc DC side. By setting the power of bidirectional DC / DC converter equal to the secondary pulsation power of 4qc DC side, the utility model can suppress the secondary pulsation voltage of 4qc DC side, make the traction converter adapt to various working conditions in the actual operation of the locomotive, reduce the volume and weight of the traction converter, and improve the power density of the traction converter.

【技术实现步骤摘要】
牵引变流器和动车组牵引传动系统
本技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种牵引变流器和动车组牵引传动系统。
技术介绍
随着高速铁路关键技术的创新和发展，如何减轻机车的自身重量、降低机车的制作成本、简化机车的制造过程等，也成为实现机车自身优化的关键问题，尤其是对作为机车重要组成之一的牵引变流器的优化。由于高速铁道的单相供电特性，牵引变流器的网侧输入瞬时功率始终存在一个二次的脉动功率，它会造成牵引变流器前端的四象限整流器4QC输出的直流电压存在一个频率为2倍工频的电压脉动，这一二次脉动电压会对整个牵引传动系统造成极为不利的影响。传统的抑制二次脉动电压的方法主要是采用LC二次滤波器，4QC与LC二次滤波器连接，LC二次滤波器与牵引逆变器连接，具体的：串联连接的电感L和电容C并联连接在4QC直流侧的两端，同时并联在牵引逆变器直流侧的两端。然而，由于LC二次滤波器自身存在体积大、重量高和制作工艺复杂的问题，使得牵引变流器的体积大、重量高且生产成本高。因此，现亟需一种体积较小、成本较低且能够抑制二次脉动电压的牵引变流器。
技术实现思路
本技术提供一种牵引变流器和动车组牵引传动系统，以解决现有技术中牵引变流器的体积大、重量高且生产成本高的问题。第一方面，本技术提供一种牵引变流器，包括：四象限整流器4QC、双向DC/DC变换器、牵引逆变器；其中，所述4QC用于电连接接触网，所述4QC与所述双向DC/DC变换器电连接，所述双向DC/DC变换器与所述牵引逆变器电连接，所述牵引逆变器用于电连接牵引电机；所述双向DC/DC变换器用于设置所述双向DC/DC变换器的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率，以对所述4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制。可选地，所述牵引变流器还包括：处理器；所述双向DC/DC变换器包括：第一开关元件、第二开关元件、滤波储能单元；其中，所述第一开关元件的第一端与所述4QC直流侧的第一输出端电连接，所述第一开关元件的第二端与所述第二开关元件的第一端电连接，所述第二开关元件的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波储能单元的第一端与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端皆电连接，所述滤波储能单元的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波储能单元的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；所述第一开关元件的控制端和所述第二开关元件的控制端分别与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的导通与关断。可选地，所述第一开关元件和所述第二开关元件为绝缘栅双极型晶体管IGBT模块。可选地，所述滤波储能单元包括：滤波电感和能量包；其中，所述滤波电感的第一端与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端皆电连接，所述能量包的第一端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述能量包的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；所述能量包的控制端与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述能量包的第二端是否与所述滤波电感的第二端连接或断开连接。可选地，所述能量包包括：第一接触器和滤波电容；其中，所述滤波电感的第二端与所述第一接触器的第一端电连接，所述第一接触器的第二端与所述滤波电容的第一端电连接，所述滤波电容的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波电容的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；所述第一接触器的控制端与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述第一接触器的导通或关断，以使所述滤波电容与所述滤波电感连接或断开连接。可选地，所述滤波电容为超级电容。可选地，所述能量包还包括：第二接触器和第一动力电池组；其中，所述滤波电感的第二端与所述第二接触器的第一端电连接，所述第二接触器的第二端与所述第一动力电池组的第一端电连接，所述第一动力电池组的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接；所述第一动力电池组的控制端与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述第二接触器导通或关断，以使所述第一动力电池组与所述滤波电感的连接或断开连接。可选地，所述能量包包括：第二动力电池组；其中，所述滤波电感的第二端与所述第二动力电池组的第一端电连接，所述第二动力电池组的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述第二动力电池组的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；所述第二动力电池组的控制端与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述第二动力电池组是否与所述滤波电感连接或断开连接。可选地，所述牵引变流器还包括：辅助逆变器；其中，所述辅助逆变器与所述双向DC/DC变换器电连接，所述辅助逆变器用于电连接车载。第二方面，本技术提供一种动车组牵引传动系统，包括：接触网、牵引电机以及如第一方面所述的牵引变流器；其中，所述接触网与所述牵引变流器电连接，所述牵引变流器与所述牵引电机电连接。本技术提供的牵引变流器和动车组牵引传动系统，牵引变流器包括四象限整流器4QC、双向DC/DC变换器及牵引逆变器。通过4QC与接触网的连接，能够获取到接触网上的交流电压，4QC将交流电压转换成直流电压。在牵引变流器需要滤波时，通过4QC与双向DC/DC变换器的连接，及双向DC/DC变换器的功率等于4QC直流侧的二次脉动功率的设置，双向DC/DC变换器能够对4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制，实现滤波作用。双向DC/DC变换器与牵引逆变器的连接，牵引逆变器能够获取性能良好的直流电压，牵引逆变器便可向牵引电机可靠且稳定供电。本技术中，通过双向DC/DC变换器的功率等于4QC直流侧的二次脉动功率的设置，实现了对4QC直流侧的二次脉动电压的抑制，使得牵引变流器能够适应机车实际运行当中的各种工况，还使得牵引变流器的体积减小，重量减轻，提高了牵引变流器的功率密度。附图说明为了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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的牵引变流器的结构示意图；图2为本技术提供的牵引变流器的结构示意图；图3为本技术提供的牵引变流器中能量包的结构示意图；图4为本技术提供的牵引变流器中能量包的结构示意图；图5为本技术提供的牵引变流器中能量包的结构示意图；图6为本技术提供的牵引变流器的结构示意图；图7为本技术提供的动车组牵引传动系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，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，都属于本技术实施例保护的范围。图1为本技术提供的牵引变流器的结构示意图，如图1所示，本实施例的牵引变流器10可以包括：4QC11、双向DC/DC变换器12、牵引逆变器13；其中，4QC11用于电连接接触网，4QC11与双向DC/DC变换器12电连接，双向DC/DC变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引变流器，其特征在于，包括：四象限整流器4QC、双向DC/DC变换器、牵引逆变器；其中，所述4QC用于电连接接触网，所述4QC与所述双向DC/DC变换器电连接，所述双向DC/DC变换器与所述牵引逆变器电连接，所述牵引逆变器用于电连接牵引电机；所述双向DC/DC变换器用于设置所述双向DC/DC变换器的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率，以对所述4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制。

【技术特征摘要】
2018.07.10 CN 20182108432291.一种牵引变流器，其特征在于，包括：四象限整流器4QC、双向DC/DC变换器、牵引逆变器；其中，所述4QC用于电连接接触网，所述4QC与所述双向DC/DC变换器电连接，所述双向DC/DC变换器与所述牵引逆变器电连接，所述牵引逆变器用于电连接牵引电机；所述双向DC/DC变换器用于设置所述双向DC/DC变换器的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率，以对所述4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制。2.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述牵引变流器还包括：处理器；所述双向DC/DC变换器包括：第一开关元件、第二开关元件、滤波储能单元；其中，所述第一开关元件的第一端与所述4QC直流侧的第一输出端电连接，所述第一开关元件的第二端与所述第二开关元件的第一端电连接，所述第二开关元件的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波储能单元的第一端与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端皆电连接，所述滤波储能单元的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波储能单元的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；所述第一开关元件的控制端和所述第二开关元件的控制端分别与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的导通与关断。3.根据权利要求2所述的牵引变流器，其特征在于，所述第一开关元件和所述第二开关元件为绝缘栅双极型晶体管IGBT模块。4.根据权利要求2所述的牵引变流器，其特征在于，所述滤波储能单元包括：滤波电感和能量包；其中，所述滤波电感的第一端与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端皆电连接，所述能量包的第一端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述能量包的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；所述能量包的控制端与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述能量包的第二端是否与所述滤波电感的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，陈杰，王东，赵叶辉，赵小皓，漆良波，张钢，吕海臣，牟富强，邱瑞昌，魏路，路亮，
申请(专利权)人：北京千驷驭电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11