[發明專利]一種大功率制動能量消耗裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201210416403.5
• 申請日: 2012-10-27
• 公開（公告）號: CN102882440A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張玉平;張敏;陳潔蓮;周立明;陶洪亮;龍凱亮;卡格德爾·魯卡;黃一平;許汝波;郭民;柳浩;周成;黃燕艷;王海軍;孫茂;蔡宇峰;陳元初
• 申請（專利權）人: 株洲變流技術國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02P3/14
• 分類號: H02P3/14;H02J1/00;H02J1/02
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

1.一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于，包括：隔離開關模塊（1）、斬波器模塊（2）、電抗器模塊（3）和制動電阻模塊（4）；所述隔離開關模塊（1）與電抗器模塊（3）相連，所述斬波器模塊（2）與電抗器模塊（3）相連，所述制動電阻模塊（4）與斬波器模塊（2）相連；隔離開關模塊（1）檢測直流母線電壓，制動電阻模塊（4）包括雙極聯動刀開關和吸收電阻，根據直流母線電壓通過雙極聯動刀開關實現大功率制動能量消耗裝置的雙制式轉換，制動電阻模塊（4）實現制動能量的吸收和排出；電抗器模塊（3）包括濾波電抗器，用于對電網電壓進行濾波；斬波器模塊（2）對制動能量進行斬波控制。

2.根據權利要求1所述的一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于：所述斬波器模塊（2）包括一個以上的能量消耗斬波模塊，所述能量消耗斬波模塊進一步包括兩條斬波支路，每條斬波支路均包括IGBT模塊、續流管、濾波電容（C1）和IGBT驅動器；IGBT模塊實現斬波支路的開通和關斷，續流管與IGBT模塊相連，用于IGBT模塊關斷后的續流；濾波電容（C1）一端與IGBT模塊相連，另一端與續流管相連，實現電網電壓的濾波，每條斬波支路均串聯有電流傳感器，用于檢測斬波支路上的電流。

3.根據權利要求2所述的一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于：所述隔離開關模塊（1）包括第一電壓傳感器（BV1）、第二電壓傳感器（BV2）、總電流傳感器（BC）、電動隔離開關（QS）、第一直流避雷器（F1）、第二直流避雷器（F2）、主接觸器（KM1）、預充電接觸器（KM2）和充放電單元；第一電壓傳感器（BV1）檢測直流母線電壓；第二電壓傳感器（BV2）檢測濾波電容（C1）的電壓；電動隔離開關（QS）用于隔離大功率制動能量消耗裝置和直流母線，在不帶電狀況下進行分斷閉合操作；第一直流避雷器（F1）、第二直流避雷器（F2）分別連接正、負母線與地，用于吸收雷電沖擊電壓；主接觸器（KM1）用于大功率制動能量消耗裝置的接通和分斷；預充電接觸器（KM2）設置在由充電電阻（R1）和濾波電容（C1）組成的預充電回路中，用于接通、分斷預充電回路；充放電單元為斬波器模塊（2）中的濾波電容（C1）進行充放電。

4.根據權利要求3所述的一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于：所述制動電阻模塊（4）包括一個以上的制動電阻單元，所述制動電阻單元包括雙極聯動刀開關和2條支路的吸收電阻，所述每條支路的吸收電阻包括第一吸收電阻（RY）和第二吸收電阻（RX），所述第一吸收電阻（RY）與第二吸收電阻（RX）串聯，雙極聯動刀開關跨接在第一吸收電阻（RY）上。

5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于：當在線車輛進行再生電制動，且能量沒有被其他車輛吸收時，大功率制動能量消耗裝置投入運行，大功率制動能量消耗裝置投入工作的時間為車輛一個再生電制動制停或抑速的時間。

6.根據權利要求5所述的一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于：第一電壓傳感器（BV1）檢測直流母線電壓變化，根據隔離開關模塊（1）的第一電壓傳感器（BV1）、第二電壓傳感器（BV2）、總電流傳感器（BC），以及斬波器模塊（2）的電流傳感器的檢測信號對車輛的運行狀態進行判斷；當車輛處于再生制動狀態，檢測到的直流網壓大于起斬網壓判定值時，裝置斬波運行；當直流網壓比起斬網壓判定值低時，退出斬波運行；當電網無其它吸收時，裝置立即投入工作，穩定網壓不再上升，確保車輛充分有效地利用電制動。

7.根據權利要求1至4、6中任一權利要求所述的一種大功率制動能量消耗裝置，其特征在于：大功率制動能量消耗裝置進行DC1500V和DC750V雙制式直流電源輸入檢測，所述斬波器模塊（2）包括六個能量消耗斬波單元，所述制動電阻模塊（4）包括六個制動電阻單元。