能馈式牵引供电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种能馈式牵引供电装置，包括变压器、二极管整流机组和PWM整流机组，该能馈式牵引供电装置还包括双向DC-DC变换器；所述变压器的数量为一个；所述变压器的原边三相绕组用于与交流电源连接，所述变压器的两个副边三相绕组分别与所述二极管整流机组和PWM整流机组的交流侧连接；所述双向DC-DC变换器与所述二极管整流机组和PWM整流机组的直流侧连接，用于调整直流侧的输出电压。本实用新型专利技术提供的能馈式牵引供电装置，通过双向DC-DC变换器实现二极管整流机组和PWM整流机组共用一个变压器，可以减少变压器的数量，降低能馈式牵引供电装置的成本，并且能够减小安装空间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力机车的牵引供电技术，尤其涉及ー种具有能量回馈功能的能馈式牵引供电装置。
技术介绍
目前，电カ机车，特别是城市轨道列车普遍采用直流供电，通过变电所的牵引供电装置为列车供电，牵引供电装置采用12或24脉波ニ极管整流机组将交流电网的交流电转换成直流电为列车的直流牵引网供电，现有的ニ极管整流机组的直流输出电压不可控且电压波动范围大；并且，ニ极管整流机组能量只能由交流侧向直流侧单向传输，列车再生制动时的制动能量不能回馈交流电网，需用制动电阻消耗多余能量，造成能源的浪费。申请号为200810103678.7的中国专利文献，公开了ー种混合式牵引供电装置及 控制方法，采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)整流机组与ニ极管整流机组并联，充分利用ニ极管整流机组简单可靠、过载能力強，以及PWM整流机组能量双向流动，功率因数可调的优点，既能改善直流电网电压稳定性，提高供电品质，同时也能实现列车制动能量回馈交流电网，避免制动能量在制动电阻上消耗，节约能量。但是，上述技术方案中，如果ニ极管整流机组和PWM整流机组输入的交流电压相同，则PWM整流机组输出的直流电压比ニ极管整流机组输出的直流电压大，因而需要对ニ极管整流机组和PWM整流机组分别配置变压器，导致设备成本较高，同时该变压器的安装需要占用很大空间，使得实际工程应用受到很大限制。
技术实现思路
本技术提供ー种能馈式牵引供电装置，以解决现有技术中能馈式牵引供电装置需要配置专用变压器，设备成本高且安装空间大的技术缺陷。本技术提供ー种能馈式牵引供电装置，包括变压器、ニ极管整流机组和PWM整流机组，该能馈式牵引供电装置还包括双向DC-DC变换器；所述变压器的数量为ー个；所述变压器的原边三相绕组用干与交流电源连接，所述变压器的两个副边三相绕组分别与所述ニ极管整流机组和PWM整流机组的交流侧连接；所述双向DC-DC变换器与所述ニ极管整流机组和PWM整流机组的直流侧连接，用于调整直流侧的输出电压。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述原边三相绕组为三角形连接，所述两个副边三相绕组分别为三角形连接和星形连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述双向DC-DC变换器包括半桥电路、滤波电感和滤波电容；所述滤波电感与所述半桥电路的中点连接，所述滤波电容与所述半桥电路的中点和正极连接；所述半桥电路的正极和负极与所述PWM整流机组的直流侧连接，所述半桥电路的中点和负极与所述ニ极管整流机组的直流侧连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述ニ极管整流机组包括两个并联的ニ极管整流器且分别与所述两个副边三相绕组连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述ニ极管整流器包括三组ニ极管整流単元；每组ニ极管整流単元包括两个串联的ニ极管单元；每组ニ极管整流単元的中点与交流侧的交流母线连接，每组ニ极管整流単元的正极和负极与直流侧的直流母线连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述ニ极管单元包括多个并联的ニ极管且每个ニ极管串联有熔断器。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流机组包括两个并联的PWM整流器且分别与所述两个副边三相绕组连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流器包括三组功率器件；每组功率器件包括两个串联的功率模块；每组功率器件的中点与交流侧的交流母线连接，每组功率器件的正极和负极与直流侧的直流母线连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流器还包括交流滤波电容和交流滤波电感；所述交流滤波电容并联在交流侧的交流母线上，所述交流滤波电感分别串联交流侧的交流母线上。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流器还包括直流支撑电容和直流熔断器；所述直流支撑电容并联在直流侧的直流母线上，所述直流熔断器串联在直流侧的直流母线上。本技术提供的能馈式牵引供电装置，通过双向DC-DC变换器实现ニ极管整流机组和PWM整流机组共用一个变压器，可以减少变压器的数量，降低能馈式牵引供电装置的成本，并且能够减小安装空间。附图说明图I为本技术实施例提供的能馈式牵引供电装置的示意图；图2为本技术实施例提供的变压器的示意图；图3为本技术实施例提供的ニ极管整流器的主电路示意图；图4为本技术实施例提供的PWM整流器的王电路不意图；图5为本技术实施例提供的双向DC-DC变换器的主电路示意图；图6为本技术实施例提供的能馈式牵引供电装置的控制框图；图7为本技术实施例提供的PWM整流器的控制框图；图8为本技术实施例提供的电流环控制框图；图9为本技术实施例提供的双向DC-DC变换器的控制框图。具体实施方式图I为本技术实施例提供的能馈式牵引供电装置的示意图。如图I所示，本实施例提供的能馈式牵引供电装置，包括变压器I、ニ极管整流机组2、PWM整流机组3和双向DC-DC (直流-直流)变换器4。变压器I的数量为ー个，变压器I的原边三相绕组用干与交流电源连接，该交流电源可以为三相交流电网，变压器I的两个副边三相绕组分别与ニ极管整流机组2和PWM整流机组3的交流侧连接。双向DC-DC变换器4与ニ极管整流机组2和PWM整流机组3的直流侧连接，用于调整ニ极管整流机组2和PWM整流机组3直流侧的输出电压，使得PWM整流机组3的输出电压Vdc2与ニ极管整流机组2的输出电压Vdcl相同，可以并联向列车的直流牵引网供电。ニ极管整流机组2为不控整流器，ニ极管整流机组2将变压器I输出的三相交流电整流后输出直流电压Vdcl。PWM整流机组3为受控整流器，PWM整流机组3的输出特性可以调整，PWM整流机组3将变压器I输出的三相交流电整流后输出直流电压Vdc2，并且可以吸收直流侧的制动能量，通过变压器I回馈给交流电网。双向DC-DC变换器4可以实现能量的双向流动并且输出特性可以调整，PWM整流机组3输出的直流电压Vdc2经过双向DC-DC变换器4的调整，与ニ极管整流机组2输出的直流电压Vdcl保持一致，并且能够并联向列车的直流牵引网供电。列车制动时，列车的制动能量经过双向DC-DC变换器4回馈给PWM整流机组3，再通过变压器I反馈给交流电网，通过双向DC-DC变换器4的调整，能够提高直流电网的电压稳定性并且能够节约能量。本实施例提供的能馈式牵引供电装置，通过双向DC-DC变换器4实现ニ极管整流器2和PWM整流机组3共用一个变压器1，可以减少变压器I的数量，降低能馈式牵引供电装置的成本，并且能够减小安装空间。图2为本技术实施例提供的变压器的示意图。如图2所示，进ー步地，变压器I可以为三相移相变压器，该三相移相变压器为环氧树脂浇注的干式变压器。变压器I具有一个原边绕组和两个副边绕组，原边三相绕组为三角形连接，两个副边三相绕组分别为三角形连接和星形连接。变压器I的原边绕组的输入端可以与三相交流电网连接，变压器I的两个副边绕组的输出端与ニ极管整流机组2和PWM整流机组3连接。由于变压器I的两个副边绕组分别为三角形连接和星形连接，因而两个副边绕组的输出电压的相位差为30度，ニ极管整流机组2可以产生12脉波整流，进而可以改善交流电网侧的交流电流波形，减小注入交流电网的谐波电流。进ー步地，ニ极管整流机组2包括两个并联的ニ极管整流器且分别与变压器I的两个副边三相绕组连接。图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种能馈式牵引供电装置，包括变压器、ニ极管整流机组和PWM整流机组，其特征在于，该能馈式牵引供电装置还包括双向DC-DC变换器；所述变压器的数量为ー个； 所述变压器的原边三相绕组用干与交流电源连接，所述变压器的两个副边三相绕组分别与所述ニ极管整流机组和PWM整流机组的交流侧连接； 所述双向DC-DC变换器与所述ニ极管整流机组和PWM整流机组的直流侧连接，用于调整直流侧的输出电压。2.根据权利要求I所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述原边三相绕组为三角形连接，所述两个副边三相绕组分别为三角形连接和星形连接。3.根据权利要求I或2所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述双向DC-DC变换器包括半桥电路、滤波电感和滤波电容；所述滤波电感与所述半桥电路的中点连接，所述滤波电容与所述半桥电路的中点和正极连接； 所述半桥电路的正极和负极与所述PWM整流机组的直流侧连接，所述半桥电路的中点和负极与所述ニ极管整流机组的直流侧连接。4.根据权利要求I或2所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述ニ极管整流机组包括两个并联的ニ极管整流器且分别与所述两个副边三相绕组连接。5.根据权利要求4所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述ニ极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钢，刘志刚，全恒立，牟富强，刁利军，阮白水，杨帆，王磊，林文立，徐春梅，路亮，
申请(专利权)人：北京千驷驭电气有限公司，北京交通大学，
类型：实用新型
国别省市：