【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通，特别是一种牵引变流器、动力电池组容量均衡电路及控制方法。
技术介绍
1、随着混合动力机车在轨道交通行业运用日趋广泛，同时对动力电池的续航能力也提出了越来越高的要求。续航能力的提升必然要增加动力电池的容量，同时从安全性方面考虑，目前大容量动力电池均进行了分组，采用多个动力电池柜进行能量分割，保证安全性。
2、多个动力电池柜向牵引变流器供电时，可选择所有动力电池正负极并联汇集成1组后接入牵引变流器，此种方式可避免各个动力电池柜之间的容量差过大，但此种方式存在着假如牵引变流器1架出现短路等故障时，则机车在排除故障前将损失所有动力的缺陷，造成机破等重大问题。因此目前设计方法中，均将多个动力电池柜分两组后(图1中动力电池组1、动力电池组2)分别向牵引变流器1架和2架供电，此时即使其中一架存在问题，通过切除、隔离等措施，可保障机车的冗余运行，待回库后检查故障。如图1所示。
3、此种设计方式也存在着一个问题：混合动力机车多用于调车作业，调车作业存在着停轮时间长的问题，这样就导致向辅助逆变器1供电的动力电池组1电量下降较慢，而向辅助逆变器2供电的动力电池组2电量下降较快，当停轮超过一定时长时，两组动力电池组容量将会有很大的差别，甚至动力电池组1电量下降至馈电保护而动力电池组2电量仍处于较高的水平，此时机车将损失一架动力，从而对机车的使用造成极大的影响。
4、为解决上述问题，目前采用辅助逆变器1冗余的方式进行动力电池组之间的容量平衡，即图2中＝34-k01、＝34-k03接触器闭合，＝3
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种牵引变流器、动力电池组容量均衡电路及控制方法，实现动力电池组容量差较大时的容量均衡，且在动力电池容量均衡过程中，节约动力电池的电量，降低噪声。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种牵引变流器，包括两个辅助逆变器；第一辅助逆变器通过第一接触器触点、第五接触器触点分别接第一辅助变压器、第二辅助变压器；第二辅助逆变器通过第三接触器触点、第二接触器触点分别接第一辅助变压器、第二辅助变压器；其中，第五接触器触点一端接入第一辅助逆变器与第一接触器触点输入端之间，第五接触器触点另一端接入第二接触器触点输出端与第二辅助逆变器之间；第三接触器触点一端接入第二辅助逆变器与第二接触器触点输入端之间，第三接触器触点另一端接入第一接触器触点输出端与第一辅助变压器之间；所述第一辅助变压器输出侧与第四继电器触点一端连接，第二辅助变压器输出侧与所述第四继电器触点另一端连接。
3、本专利技术无需改变机车原有的主电路结构，保证了系统的安全性；相比原有辅助电路，仅增加了一个接触器，成本低廉。本专利技术可以实现动力电池组容量差较大时的容量均衡，且在动力电池容量均衡过程中，变频变压辅助负载以变频变压模式工作，节约了动力电池的电量，同时噪声低，进一步提升了机车的经济性和效率。
4、本专利技术中，所述第一辅助变压器输出侧接多个变频变压负载支路，第二辅助变压器输出侧接多个定频定压负载支路。本专利技术将负载分为变频变压负载和定频定压负载，分别连接于不同的供电支路上，保证均衡有效性和可靠性。
5、本专利技术中，为了实现负载的供电通断，所述变频变压负载、定频定压负载均通过多个继电器触点与对应辅助变压器连接。
6、作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种混合动力机车动力电池组容量均衡电路，其特征在于，包括两架上述牵引变流器；每架所述牵引变流器与一个动力电池组连接。
7、作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种利用上述均衡电路的控制方法，该方法包括：
8、判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值，若是，则第一动力电池组通过第一架牵引变流器中的第一辅助逆变器向变频变压负载支路供电，第二动力电池组通过第二架牵引变流器中的第二辅助逆变器向定频定压负载支路供电；
9、若否，则第一动力电池组通过第一架牵引变流器中的第一辅助逆变器向定频定压负载支路供电，第二动力电池组通过第二架牵引变流器中的第二辅助逆变器向变频变压负载支路供电。
10、本专利技术在原辅助电路基础上只需增加1个接触器，即可实现动力电池组容量需要均衡时辅助逆变器1和辅助逆变器2对恒频恒压和变频变压负载支路的交叉切换供电工作，切换过程中，变频变压负载仍处于变频变压模式，节约了能量以及降低了噪声。
11、本专利技术中，所述设定值可以为20％。
12、本专利技术中，当两个动力电池组的容量差小于设定值时，判定机车处于正常工作模式；否则，判定机车处于动力电池组容量均衡模式。
13、本专利技术中，判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值之前，还包括：当某一架牵引变流器中的任一辅助逆变器故障时，由另外一个辅助逆变器对所有变频变压负载支路、定频定压负载支路供电。两个辅助逆变器互为冗余，确保了均衡电路的可靠性和稳定性。
14、本专利技术中，为了提高控制效率和控制可靠性，判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值之前，还包括：判断每一架牵引变流器中的两个辅助逆变器是否均无故障，若是，则判断机车速度是否为0，若机车速度为0，则进入判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值的步骤。
15、本专利技术还提供了一种混合动力机车，其采用上述均衡电路。
16、与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：
17、(1)本专利技术无需改变机车原有的主电路结构，保证了系统的安全性；同时相比原有辅助电路，仅增加了一个接触器，成本低廉。
18、(2)本专利技术实现了动力电池组容量差较大时的容量均衡，且在动力电池容量均衡过程中，变频变压辅助负载以变频变压模式工作，节约了动力电池的电量，同时噪声低，进一步提升了机车的经济性和效率。
19、(3)本专利技术实施过程中，辅助电路原有的故障冗余功能仍得以保留，最大程度保证了机车的可用性。
20、(4)本专利技术控制过程简单，容易实现，提升了控制系统的可靠性。
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1.一种牵引变流器，包括两个辅助逆变器；其特征在于，第一辅助逆变器通过第一接触器触点、第五接触器触点分别接第一辅助变压器、第二辅助变压器；第二辅助逆变器通过第三接触器触点、第二接触器触点分别接第一辅助变压器、第二辅助变压器；其中，第五接触器触点一端接入第一辅助逆变器与第一接触器触点输入端之间，第五接触器触点另一端接入第二接触器触点输出端与第二辅助逆变器之间；第三接触器触点一端接入第二辅助逆变器与第二接触器触点输入端之间，第三接触器触点另一端接入第一接触器触点输出端与第一辅助变压器之间；所述第一辅助变压器输出侧与第四继电器触点一端连接，第二辅助变压器输出侧与所述第四继电器触点另一端连接。
2.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述第一辅助变压器输出侧接多个变频变压负载支路，第二辅助变压器输出侧接多个定频定压负载支路。
3.根据权利要求2所述的牵引变流器，其特征在于，所述变频变压负载、定频定压负载均通过多个继电器触点与对应辅助变压器连接。
4.一种混合动力机车动力电池组容量均衡电路，其特征在于，包括两架权利要求1～4之一所述牵引变流器；每
5.一种利用权利要求4所述均衡电路的控制方法，其特征在于，该方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设定值为20％。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当两个动力电池组的容量差小于设定值时，判定机车处于正常工作模式；否则，判定机车处于动力电池组容量均衡模式。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值之前，还包括：当某一架牵引变流器中的任一辅助逆变器故障时，由另外一个辅助逆变器对所有变频变压负载支路、定频定压负载支路供电。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值之前，还包括：判断每一架牵引变流器中的两个辅助逆变器是否均无故障，若是，则判断机车速度是否为0，若机车速度为0，则进入判断两个动力电池组的容量差是否小于设定值的步骤。
10.一种混合动力机车，其特征在于，其采用权利要求4所述均衡电路。
...【技术特征摘要】
1.一种牵引变流器，包括两个辅助逆变器；其特征在于，第一辅助逆变器通过第一接触器触点、第五接触器触点分别接第一辅助变压器、第二辅助变压器；第二辅助逆变器通过第三接触器触点、第二接触器触点分别接第一辅助变压器、第二辅助变压器；其中，第五接触器触点一端接入第一辅助逆变器与第一接触器触点输入端之间，第五接触器触点另一端接入第二接触器触点输出端与第二辅助逆变器之间；第三接触器触点一端接入第二辅助逆变器与第二接触器触点输入端之间，第三接触器触点另一端接入第一接触器触点输出端与第一辅助变压器之间；所述第一辅助变压器输出侧与第四继电器触点一端连接，第二辅助变压器输出侧与所述第四继电器触点另一端连接。
2.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述第一辅助变压器输出侧接多个变频变压负载支路，第二辅助变压器输出侧接多个定频定压负载支路。
3.根据权利要求2所述的牵引变流器，其特征在于，所述变频变压负载、定频定压负载均通过多个继电器触点与对应辅助变压器连接。
4.一种混合动力机车动力电池组容量均衡电路，其特征在于，包括两架...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊运新，张森，张涵，吕庆增，王秀玲，刘世杰，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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