一种新型电子式跟随所及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种新型电子式跟随所及其控制方法，电子式跟随所为集成式三相逆变器结构；所述电子式跟随所的输入端与直流牵引网连接，其输出端与380V区间动力照明系统连接，所述直流牵引网通过脉波整流机组与35kV中压环网连接；所述电子式跟随所用于将直流牵引网功率传输至380V区间动力照明系统中，为其提供电能。本发明专利技术中将既有跟随所改造为电子式跟随所，可大量减少35kV线路建设面积，减小轨道交通建设难度，优化城市地铁建设，减小城市土建需求，不影响既有供电系统牵引所、跟随所的运行，避免对既有供电系统造成不稳定问题。避免对既有供电系统造成不稳定问题。避免对既有供电系统造成不稳定问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型电子式跟随所及其控制方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通供电领域，具体涉及一种新型电子式跟随所及其控制方法。

技术介绍

[0002]地铁跟随所在轨道交通建设领域已有大量研究成果与应用案例，将既有跟随所改造为电子式跟随所属较新研究方向。
[0003]国内地铁既有跟随所从35kV中压环网直接取电，35kV中压环网通过既有跟随所内工频变压器降压后，为380V区间动力照明系统供电，因此需将35kV线路建设至既有跟随所附近，既有跟随所容量少，数量多，故需大量建设35kV线路。而为响应国家共同富裕号召，对偏远山区进行深度扶贫，轨道交通建设需考虑高海拔、高地震烈度、不良地质、脆弱敏感的生态环境和景观要求等因素，克服自然环境恶劣、供电能力薄弱、线路建设难度大等难点。
[0004]如何高效减小偏远山区轨道交通建设难度，大力支持国家对偏远山区进行深度扶贫，对既有跟随所的改造是当前轨道交通领域的研究热点，且既有供电系统牵引所、跟随所、跟随所等彼此独立从35kV中压环网取电，故也可独立建设，单独针对既有跟随所进行改造具有很强的可行性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的新型电子式跟随所及其控制方法，以减少35kV线路建设面积，降低偏远山区轨道交通建设难度，在相对简单的工况条件下，稳定电子式跟随所输出电压，为380V区间动力照明系统提供稳定电压。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种新型电子式跟随所，所述电子式跟随所为集成式三相逆变器结构；
[0007]所述电子式跟随所的输入端与直流牵引网连接，其输出端与380V区间动力照明系统连接，所述直流牵引网通过脉波整流机组与35kV中压环网连接；
[0008]所述电子式跟随所用于将直流牵引网功率传输至380V区间动力照明系统中，为其提供电能。
[0009]进一步地，所述集成式三相逆变器包括开关管S1‑
S6、二极管D1‑
D3、电容C
dc
和电感L
in
；
[0010]所述开关管S1的集电极作为所述电子式跟随所的正输入端与直流牵引网的电压正极A点连接，并与二极管D2的负极连接，所述开关管S1的发射极分别与电感l
in
的一端、电容C
dc
的负极、开关管S5的发射极、开关管S3的发射极以及二极管D3的正极连接；
[0011]所述电感L
in
的另一端作为所述电子式跟随所的负输入端与直流牵引网的电压负极B点连接，并与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极分别与电容C
dc
的正极、开关管S6的集电极、开关管S4的集电极以及开关管S2的集电极连接，所述开关管S5的集电极与开关管S6的发射极连接，所述开关管S3的集电极与开关管S4的发射极连接，所述开关管S2的发射极分别与二极管D3的正极和二极管D2的正极连接；
[0012]所述开关管S1、开关管S2、二极管D2和二极管D3组成所述集成式三相逆变器的第一桥臂，所述二极管D3的负极作为所述集成式三相逆变器的第一输出端口a点通过电感L
fa
与380V区间动力照明系统连接；
[0013]所述开关管S3和开关管S4组成所述集成式三相逆变器的第二桥臂，所述开关管S3的集电极作为所述集成式三相逆变器的第一输出端口b点通过电感L
fb
与380V区间动力照明系统连接；
[0014]所述开关管S5和开关管S6组成所述集成式三相逆变器的第三桥臂，所述开关管S5的集电极作为所述集成式三相逆变器的第一输出端口c点通过电感L
fc
与380V区间动力照明系统连接。
[0015]进一步地，所述集成式三相逆变器在电流电感连续模式下，根据i
fa
、i
fb
、i
fc
与0的大小关系，配置所述集成式三相逆变器的工作过程，且每个工作过程对应有8个工作模态；其中，其中i
fa
、i
fb
、i
fc
分别为电感L
fa
、L
fb
、L
fc
的电流。
[0016]一种新型电子式跟随所的控制方法，所述开关管S1、S2通过PWM调制方式控制电容C
dc
的电压，所述开关管S3、S4、S5、S6通过SPWM调制方式并配合开关管S1和S2的输出控制电子式跟随所输出的三相电压。
[0017]进一步地，所述开关管S1、S2的调制方式为：
[0018]将脉宽调制信号V
r1
和双极性三角载波信号V
c1
分别输入第一比较器的同相输入端和反相输入端，将第一比较器的输出信号V
s1
作为开关管S1的驱动信号，将输出信号V
s1
取反的信号作为开关管S2的驱动信号。
[0019]进一步地，所述开关管S3、S4、S5、S6的调制方式为：
[0020]将正弦调制信号V
r2
和双极性三角载波信号V
c2
分别输入第二比较器的同相输入端和反相输入端，得到第二比较器的输出信号V
s3
；
[0021]将正弦调制信号V
r3
和双极性三角载波信号V
c2
分别输入第三比较器的同相输入端和反相输入端，得到第三比较器的输出信号V
s5
；
[0022]将输出信号v
s3
和输出信号v
s4
分别作为开关管S3、S5的驱动信号，将输出信号V
s3
和输出信号V
s5
取反的信号分别作为开关管S4、S6的驱动信号。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1、将既有跟随所改造为电子式跟随所，可大量减少35kV线路建设面积，降低偏远山区35kV线路所需的土建和房建成本，减小轨道交通建设难度，响应国家共同富裕号召，助力对偏远山区进行深度扶贫；
[0025]2、将既有跟随所改造为电子式跟随所，可降低城市轨道交通建设35kV线路占地面积，优化城市地铁建设，减小城市土建需求；
[0026]3、单独对既有跟随所进行改造，不影响既有供电系统牵引所、跟随所的运行，避免对既有供电系统造成不稳定问题；
[0027]4、将桥臂电压从牵引网电压V
i
变为支撑电容电压V
c
，可降低开关管S2、S3、S4、S5、S6的耐压要求，同时实现提高桥臂直流侧电压利用率，应对牵引网电压波动范围大的工况；
[0028]5、直流牵引网经电子式跟随所控制后连接到380V区间动力照明系统，电子式跟随所可抑制直流牵引网电压波动影响，使380V区间动力照明系统输入电压稳定，保障380V区间动力照明系统正常工作。
附图说明
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型电子式跟随所，其特征在于，所述电子式跟随所为集成式三相逆变器结构；所述电子式跟随所的输入端与直流牵引网连接，其输出端与380V区间动力照明系统连接，所述直流牵引网通过脉波整流机组与35kV中压环网连接；所述电子式跟随所用于将直流牵引网功率传输至380V区间动力照明系统中，为其提供电能。2.根据权利要求1所述的新型电子式跟随所，其特征在于，所述集成式三相逆变器包括开关管S1‑
S6、二极管D1‑
D3、电容C
dc
和电感L
in
；所述开关管S1的集电极作为所述电子式跟随所的正输入端与直流牵引网的电压正极A点连接，并与二极管D2的负极连接，所述开关管S1的发射极分别与电感l
in
的一端、电容C
dc
的负极、开关管S5的发射极、开关管S3的发射极以及二极管D3的正极连接；所述电感L
in
的另一端作为所述电子式跟随所的负输入端与直流牵引网的电压负极B点连接，并与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极分别与电容C
dc
的正极、开关管S6的集电极、开关管S4的集电极以及开关管S2的集电极连接，所述开关管S5的集电极与开关管S6的发射极连接，所述开关管S3的集电极与开关管S4的发射极连接，所述开关管S2的发射极分别与二极管D3的正极和二极管D2的正极连接；所述开关管S1、开关管S2、二极管D2和二极管D3组成所述集成式三相逆变器的第一桥臂，所述二极管D3的负极作为所述集成式三相逆变器的第一输出端口a点通过电感L
fa
与380V区间动力照明系统连接；所述开关管S3和开关管S4组成所述集成式三相逆变器的第二桥臂，所述开关管S3的集电极作为所述集成式三相逆变器的第一输出端口b点通过电感L
fb
与380V区间动力照明系统连接；所述开关管S5和开关管S6组成所述集成式三相逆变器的第三桥臂，所述开关管S5的集电极作为所述集成式三相逆变器的第一输出端口c点通过电感L
fc
与380V区间动力照明系统连接。3.根据权利要求2所述的新型电子式跟随所，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓琼，韩兴宇，赵鹏程，邱成浩，孟杰，支启莹，马兰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：