一种带动力切除装置的牵引变流器制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种带动力切除装置的牵引变流器，包括一重及以上的供电单元，供电单元包括PWM整流模块，中间直流回路和PWM逆变模块，在PWM整流模块和PWM逆变模块之间的中间直流回路设置动力切除装置，动力切除装置包括动力切除开关，供电单元的中间直流回路通过动力切除开关并联在PWM整流模块与PWM逆变模块之间。当任一重供电单元发生不可复位性故障，断开该相的动力切除开关隔离该重供电单元中间直流回路，将该故障供电单元切除，其余供电单元正常工作。该装置所描述的牵引变流器电路结构高度精简，提高了变流器的抗动力损失能力，减少了故障影响范围，适应复杂多变的环境和工况，最大限度地减少对器件可靠性的依赖。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种牵引变流器，尤其是一种应用于电力机车交流传动系统的带动力切除装置的牵引变流器。
技术介绍
交流传动是我国铁道牵引动力发展的一个重要方向。交一直一交电力机车中的牵引变流器根据机车运行的各种工况要求来调节电动机接线端的电流和电压波形，完成电网和牵引电动机之间的能量转换和传输，实现对电力机车牵引、再生制动的连续控制。因此牵引变流器是电力机车的心脏，它决定着电力机车能量的转换、传输，决定着机车的启动、牵引、制动等工况。因此作为电力机车的核心能量转换部件，牵引变流器设计的好坏直接决定了电力机车的运行工况。目前大部分交一直一交电力机车采用动力集中的牵引方式(机车装设两台牵引变流器)。每台牵引变流器包含三重供电单元，每重供电单元均包含PWM可控整流器和PWM可控逆变器，PWM可控整流器将单相正弦交流电整定为恒定的直流电压源，PWM可控逆变器将恒定的直流电压源逆变为相位互差120°的三相交流电供给三台牵引电机。而车载运行环境相对地面静止环境在温度、振动、冲击和灰尘等诸多方面大不相同，且大部分货运电力机车重载长时间不间断运行。因此，牵引变流器中PWM可控整流器或逆变器中器件损坏或其他多种故障时有发生。当故障出现时，为保证供电单元安全，往往是封锁整个故障变流器， 从而导致机车动力损失1/2。如若使电力机车处于单个牵引变流器饱和运行，重载时不可避免地出现击破，造成巨大损失。由此，将整个牵引变流器切除的处理方式会造成重大的机车运行问题，使电力机车运行可靠性和稳定性显著下降。为了尽可能减少故障发生机率，大部分牵引变流器厂商都对IGBT可靠性能和其他器件要求非常苛刻，但是还是无法避免在长时间和恶劣环境下运行对器件的损耗。随着市场对大功率重载货运电力机车的需求与日俱增，对于电力机车动力要求和变流器的可靠、稳定性能的要求也越来越高。因此，研发一种当变流器发生故障时，能够将动力损失降低到最小，降低运行风险，增强电力机车抗故障能力的牵引变流器成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种带动力切除装置的牵引变流器，该装置所描述的牵引变流器大大提高了电机的抗动力损失能力，减少了故障影响范围，更加适应复杂多变的环境和工况，最大限度地减少对器件可靠性的依赖，防止故障扩大带来不必要的损失。本技术具体提供了一种带动力切除装置的牵引变流器的具体实施方式，一种带动力切除装置的牵引变流器，包括一重或一重以上的供电单元，供电单元包括PWM整流模块，中间直流回路和PWM逆变模块，在PWM整流模块和PWM逆变模块之间的中间直流回路设置有动力切除装置，动力切除装置包括动力切除开关，一重或一重以上供电单元的中间直流回路通过动力切除开关并联在PWM整流模块与PWM逆变模块之间。当牵引变流器处于牵引工况时，单相工频电网电压经牵引变压器牵引绕组，通过 PWM整流模块整流为直流电压，经过中间直流回路后再经PWM逆变模块逆变为三相VVVF电压供给牵引电机；当处于再生制动工况时，牵引电机发出的三相电压经PWM逆变模块，中间直流回路和PWM整流模块进行逆变和整流后通过牵引变压器，受电弓反馈回电网。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，一重或一重以上供电单元共用一个中间直流回路。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，动力切除装置的动力切除开关为常闭开关。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，带动力切除装置的牵引变流器包括三重供电单元，动力切除装置包括第一动力切除开关、第二动力切除开关和第三动力切除开关。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，PWM整流模块和PWM逆变模块采用IGBT全控型器件或采用GTO可控器件。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，供电单元包括充电短接模块，充电短接模块连接在PWM整流模块的前端。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，供电单元的中间直流回路包括支撑电容，支撑电容并联在PWM整流模块与PWM逆变模块之间。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，中间直流回路包括电压检测电路和滤波电路，电压检测电路与滤波电路并联后再与动力切除装置串联。通过实施本技术一种带动力切除装置的牵引变流器具体实施方式所描述的技术方案，电路结构高度精简，增强了电路的稳定性能；器件使用量少、接线少，即经济又能使结构紧凑，节约空间减轻重量。任意一重供电单元，不可复位性故障时，手动断开相应故障供电电路的隔离开关和充电、短接开关将该重供电故障单元切除，牵引变流器损失1/3 的动力，机车损失1/6动力，增强了抗动力损失能力，降低了电力机车长时且恶劣环境下的运行风险。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术带动力切除装置的牵引变流器一种具体实施方式的结构组成框图；图2是本技术带动力切除装置的牵引变流器另一种具体实施方式的结构组成框图；图中，I-PWM整流模块，2-PWM逆变模块，3_动力切除装置，4_中间电压检测和滤波电路，11"第一 PWM可控整流器，12-第二 PWM可控整流器，13-第三PWM可控整流器，14-第四PWM可控整流器，21-第一 PWM可控逆变器，22-第二 PWM可控逆变器，23-第三PWM可控逆变器，24-第四PWM可控逆变器，Kl-第一动力切除开关，K2-第二动力切除开关，K3-第三动力切除开关，K4-第四动力切除开关，Cd-支撑电容。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。作为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器的具体实施方式，如图1所示为本技术一种带动力切除装置的牵引变流器应用在六轴大功率电力机车上的具体实施方式。六轴大功率电力机车采用三相供电单元，配置两台牵引变流器(I架和II架)，每台牵引变流器向一个转向架的三台牵引电机供电，包括三个供电单元，三个供电单元包括 PWM整流模块1，中间直流回路和PWM逆变模块2。其中，PWM整流模块1包括第一 PWM可控整流器11，第二 PWM可控整流器12，第三PWM可控整流器13。PWM逆变模块2包括第一 PWM 可控逆变器21，第二 PWM可控逆变器22，第三PWM可控逆变器23。供电单元的中间直流回路还包括支撑电容Cd，支撑电容Cd并联在PWM整流模块与PWM逆变模块之间。供电单元进一步包括充电短接模块，充电短接模块连接在PWM整流模块的前端。其中，第一 PWM可控整流器11、支撑电容Cd和第一 PWM可控逆变器21连接，形成第一重供电单元；第二 PWM可控整流器12、支撑电容Cd和第二 PW本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种带动力切除装置的牵引变流器，包括一重或一重以上的供电单元，供电单元包括ＰＷＭ整流模块，中间直流回路和ＰＷＭ逆变模块，其特征在于：在ＰＷＭ整流模块和ＰＷＭ逆变模块之间的中间直流回路设置有动力切除装置，动力切除装置包括动力切除开关，一重或一重以上供电单元的中间直流回路通过动力切除开关并联在ＰＷＭ整流模块与ＰＷＭ逆变模块之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁星方，忻力，李华，胡家喜，李鹏，秦方方，杨光，陈燕平，荣智林，唐威，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43