[實用新型]電氣化鐵路接觸網配套單/三相電源變換裝置

無效

• 申請號: 200820014499.1
• 申請日: 2008-07-25
• 公開（公告）號: CN201309432Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 張可飛;馬惠春;姜悅禮;蒲延洲
• 申請（專利權）人: 中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;H02M5/458;H02M5/10;H02M1/12;H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種電源變換裝置，尤其涉及一種電氣化鐵路接觸網配套單/三相電源變換裝置。

背景技術

隨著世界鐵路的高速發展以及我國鐵路跨越式的發展，鐵路網的覆蓋面也越來越廣，鐵路沿線的用電需求也隨之增加。由于國家電網建設和維護的費用很高，不可能輻射到所有鐵路用電單位及鐵路施工地點，取電方便、降低成本必然成為對其配套供電電源的要求。鐵路沿線雖然有鐵路專用25kV供電接觸網，但因其為單相高壓交流電，且電壓波動范圍可達-30％～+24％之大，同時電力機車在運行過程中也會造成接觸網電壓畸變，其供電質量明顯低于公共電力網，用普通電力設備很難滿足電源變換要求。鐵路沿線的用電除了需求三相380V交流電外還需要單相220V交流電，這就存在普通逆變器的三相不平衡輸出而導致輸出三相矢量三角形中心點偏移的問題，供電能力和供電質量就會大打折扣。

經歷大約三十年的研發與應用實踐，隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展，變流器的性能價格比越來越高，體積越來越小，而廠家仍然在不斷地為提高可靠性實現變流器的進一步小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化而做著新的努力，因此其應用領域也越來越廣泛。以交-直-交變流器為例，從技術上看在以下幾個方面會得到了充分的發展：

(1)主電路功率開關元件的自關斷化、模塊化、集成化、智能化，開關頻率不斷提高，開關損耗進一步降低。

(2)變頻器主電路的拓撲結構方面的改進。

(3)脈寬調制變壓變頻器的控制方法：正弦波脈寬調制(SPWM)控制。消除指定次數諧波的PWM控制。電流跟蹤控制。電壓空間矢量控制(磁鏈跟蹤控制)。

(4)交流電動機變頻調整控制方法的進展：由標量控制(V/f控制和轉差頻率控制)向高動態性能的矢量控制和直接轉矩控制發展。

(5)微處理器的進步使數字控制成為現代控制器的發展方向，運動控制系統是快速系統，特別是交流電動機高性能的控制需要存儲多種數據和快速實時處理大量信息。

基于上述技術的發展，為解決鐵路沿線供電設備的供電能力和供電質量底的問題提供了一種解決的途徑。

發明內容

本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種輸出電能質量好，且可靠性與穩定性高的電氣化鐵路接觸網配套單/三相電源變換裝置。其采用的技術手段如下：

一種電氣化鐵路接觸網配套單/三相電源變換裝置，其特征在于包括高壓斷路器、單相變壓器、儲能電抗器、交直交變流功率單元、LC濾波器和隔離變壓器；

所述高壓斷路器同所述單相變壓器相連接，將從鐵路接觸網上取得單相高電壓傳輸給單相變壓器，并由單相變壓器將其變換成單相338VAC低電壓；所述單相變壓器、儲能電抗器、交直交變流功率單元、LC濾波器濾波和隔離變壓器依次相連接，其中儲能電抗器和交直交變流功率單元將單相變壓器變換成單相338VAC低電壓進行交直交變換，再經LC濾波器濾波和隔離變壓器隔離輸出后供外部使用。

在交直交變流功率單元中裝有兩單元級聯的環型熱管散熱器和/或冷卻風機。

在交直交變流功率單元中裝有兩單元級聯的環型熱管散熱器和/或冷卻風機。另外在交直交變流功率單元中的IGBT開關元件通過EUS100型光纖同驅動電路相連接，并且該IGBT開關元件還通過光纖同控制電路進行相連接。

由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的電氣化鐵路接觸網配套單/三相電源變換裝置，具有輸入功率因數高、輸出電能質量好、可靠性與穩定性高、體積小、自動化程度高和反應快等特點，在用電行業具有良好的推廣前景。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖。

圖中：1、高壓斷路器，2、單相變壓器，3、儲能電抗器，4、交直交變流功率單元，5、LC濾波器，6、隔離變壓器

具體實施方式

如圖1所示，該電氣化鐵路接觸網配套單/三相電源變換裝置，包括由高壓斷路器1、單相變壓器2、儲能電抗器3、交直交變流功率單元4、LC濾波器5和隔離變壓器6等構成。其中高壓斷路器1從鐵路接觸網上取得單相25kVAC高電壓傳輸給單相變壓器2，經過單相變壓器2的轉化將高壓斷路器輸送進來的單相高電壓變換成單相338VAC低電壓；所述的338VAC低電壓經儲能電抗器3與交直交變流功率單元4配合進行交直交變換，再經LC濾波器濾波5和隔離變壓器6隔離輸出后形成穩定的三相380VAC及單相220VAC的三相四線制工頻電輸出供外部設備使用。