一种轨道交通用动力单元及控制方法技术

本发明专利技术涉及轨道交通牵引供电系统，具体为一种轨道交通用动力单元及控制方法。本发明专利技术区别于轨道交通传统牵引供电系统架构，提出一种基于模块化的动力单元主电路及其控制方法，所述动力单元主电路包括高压开关模块、高压模块、高频变压器、低压模块、中间直流模块。本发明专利技术可取代传统车载变压器和变流器，实现设备小型化、轻量化、绿色化、智能化。通过模块化设计理念，实现高低压电气隔离及电平转换，有效降低系统绝缘设计难度，同时提高系统冗余度和可维护性；进一步针对多级联模块因器件参数差异性引起的电压不均衡现象，提出一种均压启动逻辑和控制方法，有效解决级联模块之间电压不均衡现象，减小启动电流冲击，提高系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通牵引供电系统，具体为一种轨道交通用动力单元及控制方法。

技术介绍

1、轨道交通行业需要快速、高效而可靠的列车运行方式，因此，列车的牵引供电系统对于机车的稳定性和可靠性至关重要。研究表明，通过大功率动力包集成技术、高效能牵引部件、节能控制技术的应用，可减小牵引设备重量，节省其安装空间，降低整车牵引能耗。其中，基于新器件新拓扑的动力单元是一种通过应用电力电子高频化技术，取代传统车载工频变压器、整流器、牵引辅助逆变器和dc/dc变换器的电能变换装置。与传统牵引供电系统相比，具有以下优势：1、体积小、重量轻、无变压器油污染，绿色环保；2、模块化、简统化、高冗余设计，提高系统可靠性，方便维护；3、网侧功率因数可调，有效减小电网谐波污染；4、电能接口丰富多彩，具有高/低电压等级的交直流接口；5、功率密度大，效率高。综上所述，基于新器件新拓扑的动力单元符合轨道交通领域电气装备小型、轻量、低碳节能发展趋势，在国内外具备广阔的推广应用前景。

2、随着技术的不断进步以及列车运行可靠性的不断提高，对动力单元要求其具有设备小型化、轻量化、绿色化、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轨道交通用动力单元，其特征在于，动力单元主电路包括高压开关模块、高压模块、高频变压器、低压模块、中间直流模块；

2.如权利要求1所述的一种轨道交通用动力单元，其特征在于，一个高压模块中包括两个串联的H全桥，一个H全桥作为输入端，一个H全桥作为输出端；一个低压模块中包括至少两个并联的H全桥，其中低压模块中一个H全桥对应一个高压模块，低压模块中一个H全桥通过高频变压器与对应高压模块的输出端H全桥相连接；一个高压模块中输出端H全桥、高频变压器和一个低压模块中H全桥组成的电气回路统称为谐振电路；

3.如权利要求2所述的一种轨道交通用动力单元，其特征在于，高压开关模...

【技术特征摘要】

1.一种轨道交通用动力单元，其特征在于，动力单元主电路包括高压开关模块、高压模块、高频变压器、低压模块、中间直流模块；

2.如权利要求1所述的一种轨道交通用动力单元，其特征在于，一个高压模块中包括两个串联的h全桥，一个h全桥作为输入端，一个h全桥作为输出端；一个低压模块中包括至少两个并联的h全桥，其中低压模块中一个h全桥对应一个高压模块，低压模块中一个h全桥通过高频变压器与对应高压模块的输出端h全桥相连接；一个高压模块中输出端h全桥、高频变压器和一个低压模块中h全桥组成的电气回路统称为谐振电路；

3.如权利要求2所述的一种轨道交通用动力单元，其特征在于，高压开关模块电路包括电流传感器ta-ig、电压互感器tv-vg、电感ls、机械开关k0、预充电电阻rpr、顺次连接的双向功率开关器件kpr、k1-kn，预充电电阻rpr连接在双向功率开关器件kpr的两端；电压、电流传感器用于网侧输入电压和电流采集；双向功率开关器件由驱动信号gpr、gk1-gkn来控制开通和关断，用于电路供电、隔离故障模块及冗余模块切换的作用；正常工况下：

4.如权利要求2所述的一种轨道交通用动力单元，其特征在于，高压模块两个h全桥之间还连接有支撑电容ch和电压传感器tv-h。

5.如权利要求2所述的一种轨道交通用动力单元，其特征在于，中间直流模块电路包括慢放电阻rmf、电压/电流传感器ta-zo、tv-zo、ta-zb、1/2接地检测回路、过压抑制电路；电流传感器ta-zo与中间直流模块母线的正极相...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏鹏程，詹哲军，于森林，赵芳，王晓妮，李诗泓，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：