本发明专利技术公开了一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置，该装置包含逆变器，与该逆变器的输入端电路连接的输入开关柜，以及与该逆变器的输出端电路连接的输出转换装置；该输出转换装置的输出端电路连接有若干个外接的电机；该逆变器包含若干个逆变器模块；该输出转换装置包含：与上述的逆变器的输出端电路连接的输出变压器，以及与该输出变压器的输出端电路连接的输出开关装置。本发明专利技术设有若干个相同的逆变器模块，降低牵引逆变器的容量需求，从而减小了逆变器的重量、体积，有利于设备的布置；降低逆变器功率器件的耐压等级和输出电流需求，降低牵引系统成本；两个逆变器组合形成的电压高，可提高列车高速段的加速能力；增加系统的冗余和可靠度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种城轨磁浮交通
中的牵引技术，具体涉及一种安装在城轨 磁浮车辆上的牵引变流器的输出装置。
技术介绍
城轨磁浮列车是常导磁浮列车的一种类型，其悬浮的原理是利用安装在车辆下部 的电磁铁对安装在轨道两侧下方的F形导磁钢轨的吸引力，使列车悬浮起来。采用车载变 流器供给牵引电机变频电压、短初级直线异步电机驱动磁浮列车运行。城轨磁浮列车具有 爬坡能力强、转弯半径小、运行噪音低、能耗较低、造价合理等优势，是非常具有发展潜力的 一种新型轨道交通型式。目前的轨道交通牵引系统中，一般采用变流器直接驱动牵引电机牵引列车的方 式。城轨磁浮车辆上所采用的牵引方式也是这种方式，如图1所示。车载变流器包含开关 柜，与该开关柜的输出端电路连接的逆变模块，该逆变模块的输出端电路连接电机。车载变 流器从直流母线取得直流电，由一个三相的逆变模块将直流电逆变为交流电后直接输出到 牵引电机，对列车实施牵引。连接到逆变模块输出的牵引电机可以是1台、或者多台电机。 多台电机时，可以是并联、也可以是串联，或先串联再并联、或先并联再串联。为了同时获得较高的启动加速度和较高的运行速度，一般配置的变流器容量都 较实际牵引需要的容量大，这使得变流器体积、重量都较大。同时，也必须选择大电流、高耐 压的功率器件，这样也导致牵引系统成本较高。对变流器为电机供电的牵引过程分析可知，车辆在加速阶段，变流器需输出较大 电流，而此时需要变流器输出的电压并不高。随着速度的逐渐升高、需要电压逐渐升高才能 确保一定的输出电流，以牵引列车加速。速度越高、为了克服电机反电势、需要的电压也越 高，以保持一定大小的输出电流、进而保持一定的加速度。当电压达到变流器输出上限时， 电压保持一定、输出电流受到限制，列车加速能力也受到限制。如果要在较大速度下仍然具 有一定加速度，需要变流器提供更高的电压。但是，这样变流器的设计容量较大、而实际输 出容量并不大，其能力不能很好发挥。一般情况下，加速阶段需要大电流、高速运行阶段需要高电压，大电流和高电压不 是同时出现的。通常按启动电流和高速运行时电压设计变流器，这样，变流器的牵引容量得 不到充分利用，同时导致体积和重量较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置，可以在同时满足低速大电 流和高速高电压需求的基础上，降低对牵引变流器容量的需求。为实现上述目的，本专利技术提供一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置，该装置包 含逆变器，与该逆变器的输入端电路连接的输入开关柜，其特点是，该装置还包含与该逆变 器的输出端电路连接的输出转换装置；上述的输出转换装置的输出端电路连接有若干个外接的电机； 上述的逆变器包含若干个逆变器模块；上述的输出转换装置包含与上述的逆变器的输出端电路连接的输出变压器，以及与 该输出变压器的输出端电路连接的输出开关装置。上述的若干个逆变器模块的结构相同。上述的逆变器模块外还套设有箱体；该多个逆变器模块设置在同一个箱体内，或 者各个逆变器模块分别设置在各自独立的箱体内。上述的若干个逆变器模块的三相输出电压可分别是同相位或相反相位。上述的输出变压器的原边绕组的中点上电路连接有中间抽头装置。上述的中间抽头装置上电路连接有电缆线或连接排；该电缆线或连接排的载流能 力不低于输出变压器原边绕组的两倍。上述的输出变压器的变压比可设为1 :1至1 :n可调，η采用大于1的数值或小于 1的数值。上述的输出开关装置包含与该中间抽头装置电路连接的第二主开关，与副边绕组 高压输出端电路连接的第一主开关；该第一主开关和第二主开关之间电路连接具有互锁控 制。列车启动时，或列车启动后但未达到逆变器输出电压上限时，上述的第一主开关 闭合，第二主开关打开；达到或超过逆变器输出电压上限时，上述的第一主开关打开，第二 主开关闭合。车辆启动时，输出开关装置的第一主开关闭合，第二主开关断开，此时输出变压器 工作于直接模式，两个逆变器模块送入的电流，在原边绕组的中间抽头装置处汇合，两个逆 变器模块按照一致的调制指令输出电压，其相位、大小均相同，由中间抽头装置处经过第一 主开关向电机输出。此时输出变压器的副边绕组不工作，输出变压器相当于电抗器。当逆变器输出电压达到上限时，将两个逆变器模块输出电流降低到零，输出开关 装置进行切换，第二主开关闭合，第一主开关断开，此时输出变压器工作于变压器模式。两 个逆变器模块恢复输出调制电压，两者输出电压相位相反，大小相同，经输出变压器升压后 经过第二主开关向电机输出进行牵引。实现在列车达到一定高速时，逆变器提高输出电压 后向电机输出高压，满足在电机在高速运转下提速时对电压的要求。本专利技术一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置和现有技术的轨道交通牵引系统 的变流器相比，其优点在于，本专利技术设有若干个逆变器模块，在牵引逆变系统输出同样最大 电流，同样最大电压，即同样功率情况下，逆变器的每个逆变器模块的电流和电压低于现有 技术的逆变模块。逆变器的每个逆变器模块的容量，以及两个模块容量之和低于传统逆变 模块。该技术特征具有以下优点(1)降低了牵引逆变器的容量需求，从而减小了逆变器的重量、体积，有利于设备的布置；(2)降低了逆变器功率器件的耐压等级和输出电流需求，从而增加了器件选择范围，降 低了功率器件的成本，以及牵引系统称本；(3)由于两个逆变器组合形成的电压较高，电机出力增加，从而提高列车高速段的加速 能力；(4)每节车厢均设有两个逆变器模块，当一个逆变器模块故障退出运行时，另一个逆变 器模块仍然能通过输出变压器以直接脉冲模式对车辆实施牵引，从而增加了系统的冗余和可靠程度；另外，在列车启动和低速运行阶段，磁浮列车电机牵引需要较大的牵引电流，此时逆变 器的两个逆变模块的输出电流通过输出变压器的原边并联后输入电机，可以获得较大的定 子电流。当磁浮列车达到一定速度后，通过输出开关装置的快速切换，两个逆变器模块通过 输出变压器串联、在变压器副边输出高电压后再向电机输出三相高压，以便满足电机高速 运转时对电压的需求。附图说明图1为现有技术城轨磁浮列车车载牵引变流器的电路图2为本专利技术提出的一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置的电路图3为本专利技术提出的一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置的总体电路图4为本专利技术提出的一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置的输出转换装置的电路图5为本专利技术提出的一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置的输出变压器的电路图。 具体实施例方式以下结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图2所示，本专利技术说明了一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置，该装置和现 有技术的城轨磁浮列车车载牵引变流器相比，本专利技术的变流器输出装置包含有逆变器1，该 逆变器1包含有两组逆变器模块11。该逆变器1的输出端与电机4之间还电路连接有输出 转换装置2，该输出转换装置2包含有与逆变器1的输出端电路连接的输出变压器21，以 及与该输出变压器21的输出端电路连接的输出开关装置22，该输出开关装置22的输出端 电路连接电机4。本专利技术变流器输出装置设有多个逆变器模块11，降低牵引逆变器1的容量 要求，减小逆变器1质量和体积；降低逆变器1器件的耐压等级和输出电流；多个逆变器模 块11组成的电压高，提高列车高速段的加速能力；设置多个逆变器模块11增加系统的冗本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种城轨磁浮列车牵引变流器输出装置，该装置包含逆变器（１），与所述的逆变器（１）的输入端电路连接的输入开关柜（３），其特征在于，该装置还包含与所述的逆变器（１）的输出端电路连接的输出转换装置（２）；所述的输出转换装置（２）的输出端电路连接有若干个外接的电机（４）；所述的逆变器（１）包含若干个逆变器模块（１１）；所述的输出转换装置（２）包含：与所述的逆变器（１）的输出端电路连接的输出变压器（２１），以及与所述的输出变压器（２１）的输出端电路连接的输出开关装置（２２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史黎明，王霄桦，
申请(专利权)人：上海磁浮交通发展有限公司，中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：31
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