一种单三相兼容交直交牵引变流器制造技术

本发明专利技术提供了一种单三相兼容交直交牵引变流器，包括若干整流侧功率管桥臂，还包括通过整流侧电感和转换开关与相应整流侧功率管桥臂连接的三个整流侧输入端，通过改变转换开关的分合状态，使得所述交直交牵引变流器的整流侧可以兼容外部三相电输入，也可以兼容外部单相电输入；外部三相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按三相整流电路运行，外部单相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按单相整流电路运行。本发明专利技术可以兼容三相交流输入和单相交流输入，适用范围广，并且不需要在三相输入端之外再另设单相输入端，接线简单。接线简单。接线简单。

【技术实现步骤摘要】
一种单三相兼容交直交牵引变流器


[0001]本专利技术涉及变流器领域，具体涉及一种单三相兼容交直交牵引变流器。

技术介绍

[0002]现行地铁、轻轨等轨道交通牵引供电几乎都采用直流1500V制式。直流制式具有无分相供电和列车运行顺畅等优点，但是由于有约占牵引能耗30％到50％的再生能量难以直接或经济利用，需增设昂贵的逆变或储能设备，同时还存在逆变装置或储能装置拒动而列车再生制动失灵转向空气制动威胁行车安全的隐患，还有，存在的杂散电流对周边的金属管道、建筑物中的钢结构等产生电化学腐蚀，且杂散电流至今未得到根治，危害广泛、长远。
[0003]于是，在更高速度和更大运量的需求下，一些特大城市的轨道交通目前除了直流制式，只有转向选择干线铁路的单相工频交流25kV制式，其优点是供电能力强，系统结构简单，缺点则是车载变压器重量大、体积大，占用动车的宝贵空间，增加轴重，影响客运效率。
[0004]目前，轨道交通
中的交流牵引供电多采用单相工频交流供电，但是，在供电容量(能力)相同情况下，三相发电机、电动机、变压器、输电线都较单相同类元件的制造和建造更节省材料，而且构造简单，性能优良，并且三相电功率的瞬时值保持恒定不变，对此，专利技术人所在团队提出过一种地面三相牵引供电和车载三相供电系统(参见：一种三相牵引供电系统ZL201721675432.8)，为了解决车载三相供电传动与单相供电传动的兼容问题，专利技术人所在团队提出了“一种动车供电传动系统、交直交牵引变流器及其控制方法”，这些技术方案首先克服了现有直流1500V制式的缺点，也克服了单相工频交流25kV制式存在的缺点，实现了三相与单相车载供电(牵引传动)系统的兼容与通用以及对地面三相和单相牵引供电方式的兼容。
[0005]现在需要解决的技术问题是，在实现三相与单相车载供电(牵引传动)系统兼容时，如何解决车载交直交牵引变流器的单相与三相输入兼容的最佳结构与转换问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种一种单三相兼容交直交牵引变流器，通过设置变流器整流侧结构和输入端转换开关，并通过转换开关的闭合与断开，完成单相和三相的最佳兼容，具体是：在三相交流输入模式下，三个整流侧输入端构成整流侧三相输入端，此时变流器整流侧工作在三相整流模式下并按三相整流电路运行；在单相交流输入模式下，三个整流侧输入端中的两个整流侧输入端短接后与另一个整流侧输入端构成整流侧单相输入端，此时变流器整流侧工作在单相整流模式下并按单相整流电路运行。
[0007]为实现上述技术目的，具体技术手段如下：
[0008]一种单三相兼容交直交牵引变流器，包括若干整流侧功率管桥臂，还包括通过整流侧电感和转换开关与相应整流侧功率管桥臂连接的三个整流侧输入端，通过改变转换开关的分合状态，使得所述交直交牵引变流器的整流侧可以兼容外部三相电输入，也可以兼容外部单相电输入；外部三相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按三相整流电路运行，
外部单相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按单相整流电路运行。
[0009]进一步地，外部三相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按三相整流电路运行且每一条整流侧功率管桥臂电流能力相同，外部单相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按单相整流电路运行且每一条整流功率管桥臂电流能力相同。
[0010]进一步地，包括并接于正极直流母线BUS1+和负极直流母线BUS1
‑
之间的整流侧功率管桥臂LBA11、整流侧功率管桥臂LBA12、整流侧功率管桥臂LBB11、整流侧功率管桥臂LBB12、整流侧功率管桥臂LBC11和整流侧功率管桥臂LBC12，其中：
[0011]整流侧功率管桥臂LBA11、整流侧功率管桥臂LBA12、整流侧功率管桥臂LBB11、整流侧功率管桥臂LBB12、整流侧功率管桥臂LBC11、整流侧功率管桥臂LBC12分别设置有交流端点a11、交流端点a12、交流端点b11、交流端点b12、交流端点c11、交流端点c12，交流端点a11、交流端点a12、交流端点b11、交流端点b12、交流端点c11、交流端点c12分别与整流侧电感INA11、整流侧电感INA12、整流侧电感INB11、整流侧电感INB12、整流侧电感INC11、整流侧电感INC12的一端连接，整流侧电感INA11和整流侧电感INA12的另一端短接后作为整流侧第一输入端A11，整流侧电感INC11和整流侧电感INC12的另一端短接后作为整流侧第三输入端A13，整流侧电感INB11的另一端与转换开关K12的一端连接，整流侧电感INB12的另一端与转换开关K13的一端连接，转换开关K12的另一端和转换开关K13的另一端短接后作为整流侧第二输入端A12，整流侧电感INA12相对连接整流侧功率管桥臂LBA12的另一端与整流侧电感INB11相对连接整流侧功率管桥臂LBB11的另一端之间并联有转换开关K11，整流侧电感INB12相对连接整流侧功率管桥臂LBB12的另一端与整流侧电感INC11相对连接整流侧功率管桥臂LBC11的另一端之间并联有转换开关K14。
[0012]进一步地，当转换开关K11和转换开关K14断开，转换开关K12和转换开关K13闭合，则所述整流侧第一输入端A11、整流侧第二输入端A12和整流侧第三输入端A13构成整流侧三相输入端；当转换开关K11、转换开关K12、转换开关K14闭合且转换开关K13断开，则整流侧第一输入端A11和整流侧第二输入端A12短接后与整流侧第三输入端A13构成整流侧单相输入端，或，当转换开关K11、转换开关K13、转换开关K14闭合且转换开关K12断开，则整流侧第二输入端A12和整流侧第三输入端A13短接后与整流侧第一输入端A11构成整流侧单相输入端。
[0013]进一步地，整流侧第一输入端A11额定电流＝整流侧第二输入端A12额定电流＝整流侧第三输入端A13额定电流，整整流侧功率管桥臂LBA11的额定容量＝整流侧功率管桥臂LBA12的额定容量＝整流侧功率管桥臂LBB11的额定容量＝整流侧功率管桥臂LBB12的额定容量＝整流侧功率管桥臂LBC11的额定容量＝整流侧功率管桥臂LBC12的额定容量。
[0014]进一步地，包括并接于正极直流母线BUS2+和负极直流母线BUS2
‑
之间的整流侧功率管桥臂LBA21、整流侧功率管桥臂LBB21、整流侧功率管桥臂LBB22和整流侧功率管桥臂LBC21，其中：
[0015]所述整流侧功率管桥臂LBA21、整流侧功率管桥臂LBB21、整流侧功率管桥臂LBB22和整流侧功率管桥臂LBC21分别设置有交流端点a21、交流端点b21、交流端点b22、交流端点c21，交流端点a21、交流端点b21、交流端点b22、交流端点c21分别与整流侧电感INA21、整流侧电感INB21、整流侧电感INB22和整流侧电感INC21的一端连接，整流侧电感INA21的另一端和整流侧电感INC21的另一端分别作为整流侧第一输入端A21和整流侧第三输入端A23，
整流侧电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单三相兼容交直交牵引变流器，其特征在于，包括若干整流侧功率管桥臂，还包括通过整流侧电感和转换开关与相应整流侧功率管桥臂连接的三个整流侧输入端，通过改变转换开关的分合状态，使得所述交直交牵引变流器的整流侧可以兼容外部三相电输入与单相电输入；外部三相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按三相整流电路运行，外部单相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按单相整流电路运行。2.根据权利要求1所述的一种单三相兼容交直交牵引变流器，其特征在于，外部三相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按三相整流电路运行且每一条整流侧功率管桥臂电流能力相同，外部单相电输入时，所述若干整流侧功率管桥臂按单相整流电路运行且每一条整流功率管桥臂电流能力相同。3.根据权利要求1所述的一种单三相兼容交直交牵引变流器，其特征在于，包括并接于正极直流母线BUS1+和负极直流母线BUS1
‑
之间的整流侧功率管桥臂LBA11、整流侧功率管桥臂LBA12、整流侧功率管桥臂LBB11、整流侧功率管桥臂LBB12、整流侧功率管桥臂LBC11和整流侧功率管桥臂LBC12，其中：整流侧功率管桥臂LBA11、整流侧功率管桥臂LBA12、整流侧功率管桥臂LBB11、整流侧功率管桥臂LBB12、整流侧功率管桥臂LBC11、整流侧功率管桥臂LBC12分别设置有交流端点a11、交流端点a12、交流端点b11、交流端点b12、交流端点c11、交流端点c12，交流端点a11、交流端点a12、交流端点b11、交流端点b12、交流端点c11、交流端点c12分别与整流侧电感INA11、整流侧电感INA12、整流侧电感INB11、整流侧电感INB12、整流侧电感INC11、整流侧电感INC12的一端连接，整流侧电感INA11和整流侧电感INA12的另一端短接后作为整流侧第一输入端A11，整流侧电感INC11和整流侧电感INC12的另一端短接后作为整流侧第三输入端A13，整流侧电感INB11的另一端与转换开关K12的一端连接，整流侧电感INB12的另一端与转换开关K13的一端连接，转换开关K12的另一端和转换开关K13的另一端短接后作为整流侧第二输入端A12，整流侧电感INA12相对连接整流侧功率管桥臂LBA12的另一端与整流侧电感INB11相对连接整流侧功率管桥臂LBB11的另一端之间并联有转换开关K11，整流侧电感INB12相对连接整流侧功率管桥臂LBB12的另一端与整流侧电感INC11相对连接整流侧功率管桥臂LBC11的另一端之间并联有转换开关K14。4.根据权利要求3所述的一种单三相兼容交直交牵引变流器，其特征在于，当转换开关K11和转换开关K14断开，转换开关K12和转换开关K13闭合，则所述整流侧第一输入端A11、整流侧第二输入端A12和整流侧第三输入端A13构成整流侧三相输入端；当转换开关K11、转换开关K12、转换开关K14闭合且转换开关K13断开，则整流侧第一输入端A11和整流侧第二输入端A12短接后与整流侧第三输入端A13构成整流侧单相输入端，或，当转换开关K11、转换开关K13、转换开关K14闭合且转换开关K12断开，则整流侧第二输入端A12和整流侧第三输入端A13短接后与整流侧第一输入端A11构成整流侧单相输入端。5.根据权利要求3所述的一种单三相兼容交直交牵引变流器，其特征在于，整...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，李群湛，李书谦，张伟鹏，杨智灵，
申请(专利权)人：成都尚华电气有限公司，
类型：发明
国别省市：