基于串联补偿变压器的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基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置，包括移相变压器、二极管整流机组和PWM整流机组，还包括串联补偿变压器；移相变压器的数量为一个；移相变压器的原边三相绕组用于与交流电源连接，移相变压器的两个副边三相绕组与二极管整流机组的交流侧连接，移相变压器的两个副边三相绕组还与串联补偿变压器的原边三相绕组连接，串联补偿变压器的副边三相绕组与PWM整流机组的交流侧连接，串联补偿变压器用于调整PWM整流机组的输入电压，以使PWM整流机组与二极管整流机组的输出电压相等。本实用新型专利技术可以减少移相变压器的数量，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，尤其涉及一种具有能量回馈功能的基于串联补偿变压器的能馈式牵弓丨供电装置。
技术介绍
目前，电力机车，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脉波二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，现有的二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，二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，公开了一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)整流机组与二极管整流机组并联，充分利用二极管整流机组简单可靠、过载能力强，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，如果二极管整流机组和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二极管整流机组输出的直流电压大，需要对二极管整流机组和PWM整流机组分别配置不同的移相变压器，因而设备成本较高，并且移相变压器的电压等级较大，体积较大，需要占用很大的安装空间。
技术实现思路
本技术提供一种基于串联补偿变压器的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多个移相变压器，设备成本高且安装空间大的技术缺陷。本技术提供一种基于串联补偿变压器的能馈式牵弓丨供电装置，包括移相变压器、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串联补偿变压器；所述移相变压器的数量为一个；所述移相变压器的原边三相绕组用于与交流电源连接，所述移相变压器的两个副边三相绕组与所述二极管整流机组的交流侧连接，所述移相变压器的两个副边三相绕组还与所述串联补偿变压器的原边三相绕组连接，所述串联补偿变压器的副边三相绕组与所述PWM整流机组的交流侧连接，所述串联补偿变压器用于调整所述PWM整流机组的输入电压，以使所述PWM整流机组与二极管整流机组的输出电压相等。如上所述的能馈式牵引供电装置，优选地，所述移相变压器的原边三相绕组为三角形连接，所述移相变压器的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，优选地，所述串联补偿变压器的原边三相绕组为星形连接；所述串联补偿变压器的一个副边三相绕组为独立绕组，该副边三相绕组的同名端与所述串联补偿变压器的原边三相绕组连接，该副边三相绕组的非同名端与所述PWM整流机组的交流侧连连接；所述串联补偿变压器的另一个副边三相绕组为三角形连接，用于提供三次电流回路。如上所述的能馈式牵引供电装置，优选地，所述二极管整流机组包括两个并联的二极管整流器且分别与所述移相变压器的两个副边三相绕组连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，优选地，所述二极管整流器包括三组二极管整流单元；每组二极管整流单元包括两个串联的二极管单元；每组二极管整流单元的中点与交流侧的交流母线连接，每组二极管整流单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，优选地，所述二极管单元包括多个并联的二极管且每个二极管串联有熔断器。如上所述的能馈式牵引供电装置，优选地，所述PWM整流机组包括两个并联的PWM整流器，每个PWM整流机组与一个串联补偿变压器的副边三相绕组连接。如上所述的能馈式牵引供电装置，优选地，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，优选地，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，优选地，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。如上所述的能馈式牵弓I供电装置，优选地，所述能馈式牵弓I供电装置还包括LC滤波器，所述LC滤波器与所述二极管整流机组和PWM整流机组的直流输出端连接。本技术提供的基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置，通过串联补偿变压器实现二极管整流机组和PWM整流机组共用一个移相变压器，可以减少移相变压器的数量，降低能馈式牵引供电装置的成本，并且由于串联补偿变压器的电压等级很小，因而能够减小变压器的安装空间。附图说明图1为本技术实施例提供的基于串联补偿变压器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移相变压器的示意图；图3为本技术实施例提供的串联补偿变压器的示意图；图4为本技术实施例提供的二极管整流器的主电路示意图；图5为本技术实施例提供的PWM整流器的王电路不意图；图6为本技术实施例提供的基于串联补偿变压器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。具体实施方式图1为本技术实施例提供的基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置的示意图。如图1所示，本实施例提供的基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置，包括移相变压器1、二极管整流机组2、PWM整流机组3和串联补偿变压器4。移相变压器I的数量为一个，移相变压器I的原边三相绕组用于与交流电源连接，该交流电源可以为三相交流电网，移相变压器I的两个副边三相绕组分别与二极管整流机组2的交流侧连接。移相变压器I的两个副边三相绕组还与串联补偿变压器4的原边三相绕组连接，串联补偿变压器4的副边三相绕组与PWM整流机组3的交流侧连接，串联补偿变压器4用于调整PWM整流机组3的输入电压，以使PWM整流机组3与二极管整流机组2的输出电压相等。二极管整流机组2为不控整流器，二极管整流机组2将移相变压器I输出的三相交流电整流后输出直流电压VdcI。PWM整流机组3为受控整流器，PWM整流机组3将串联补偿变压器4输出的三相交流电整流后输出直流电压Vdc2，通过串联补偿变压器4调节PWM整流机组3的输入电压，进而使得PWM整流机组的输出电压Vdc2与二极管整流机组的输出电压Vdcl相等，并联向列车的直流牵引网供电。PWM整流机组3还可以吸收直流侧的制动能量，通过串联补偿变压器4和移相变压器I回馈给交流电网。列车制动时，列车的制动能量经过PWM整流机组3回馈给串联补偿变压器4，再通过移相变压器I反馈给交流电网。本实施例提供的基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置，通过串联补偿变压器4实现二极管整流器2和PWM整流机组3共用一个移相变压器1，可以减少移相变压器I的数量，降低能馈式牵引供电装置的成本，并且由于串联补偿变压器4的电压等级很小，因而能够减小安装空间。在上述实施例的基础上，该基于串联补偿变压器的能馈式牵弓I供电装置还包括LC滤波器Ld，LC (电感-电容)滤波器Ld与二极管整流机组2和PWM整流机组3的直流输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置，包括移相变压器、二极管整流机组和PWM整流机组，其特征在于，该能馈式牵引供电装置还包括串联补偿变压器；所述移相变压器的数量为一个；?所述移相变压器的原边三相绕组用于与交流电源连接，所述移相变压器的两个副边三相绕组与所述二极管整流机组的交流侧连接，所述移相变压器的两个副边三相绕组还与所述串联补偿变压器的原边三相绕组连接，所述串联补偿变压器的副边三相绕组与所述PWM整流机组的交流侧连接，所述串联补偿变压器用于调整所述PWM整流机组的输入电压，以使所述PWM整流机组与二极管整流机组的输出电压相等。

【技术特征摘要】
1.一种基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置，包括移相变压器、二极管整流机组和PWM整流机组，其特征在于，该能馈式牵引供电装置还包括串联补偿变压器；所述移相变压器的数量为一个； 所述移相变压器的原边三相绕组用于与交流电源连接，所述移相变压器的两个副边三相绕组与所述二极管整流机组的交流侧连接，所述移相变压器的两个副边三相绕组还与所述串联补偿变压器的原边三相绕组连接，所述串联补偿变压器的副边三相绕组与所述PWM整流机组的交流侧连接，所述串联补偿变压器用于调整所述PWM整流机组的输入电压，以使所述PWM整流机组与二极管整流机组的输出电压相等。2.根据权利要求1所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述移相变压器的原边三相绕组为三角形连接，所述移相变压器的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1或2所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述串联补偿变压器的原边三相绕组为星形连接； 所述串联补偿变压器的一个副边三相绕组为独立绕组，该副边三相绕组的同名端与所述串联补偿变压器的原边三相绕组连接，该副边三相绕组的非同名端与所述PWM整流机组的交流侧连连接； 所述串联补偿变压器的另一个副边三相绕组为三角形连接，用于提供三次电流回路。4.根据权利要求1或2所述的能馈式牵引供电装置，其特征在于，所述二极管整流机组包括两个并联的二极管整流器且分别与所述移相变压器的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...

【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，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：