[實用新型]具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置

有效

• 申請號: 201320560796.7
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN203580682U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 牟富強;蔡昌俊;張鋼;丁建隆;王磊;朱士友;劉志剛;刁利軍;徐春梅;邱瑞昌
• 申請（專利權）人: 廣州市地下鐵道總公司;北京交通大學;北京千駟馭電氣有限公司
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;H02M7/217;H02M1/12
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 畢強

技術領域

本實用新型涉及電力機車的牽引供電技術，尤其涉及一種具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置及控制方法。

背景技術

目前，電力機車，特別是城市軌道列車普遍采用直流供電，通過變電所的牽引供電裝置為列車供電，牽引供電裝置采用12或24脈波二極管整流機組將交流電網的交流電轉換成直流電為列車的直流牽引網供電，現有的二極管整流機組的直流輸出電壓不可控且電壓波動范圍大；并且二極管整流機組能量只能由交流側向直流側單向傳輸，列車再生制動時的制動能量不能回饋交流電網，需用制動電阻消耗多余能量，造成能源的浪費。

申請號為200810103934.2的中國專利文獻，公開了一種模塊化的能量回饋式牽引供電裝置及控制方法，采用多個模塊化的脈沖寬度調制（Pulse?Width?Modulation，簡稱PWM）整流機組并聯，能夠克服二極管整流機組的缺陷，具備能量雙向流動，功率因數可調的優點，既能改善直流電網電壓穩定性，提高供電品質，同時也能實現列車制動能量回饋交流電網，避免制動能量在制動電阻上消耗，節約能量。

但是，上述技術方案中，變壓器副邊繞組采用相同的連接方式，且PWM整流器采用傳統的空間矢量脈寬調制（Space?Vector?Pulse?Width?Modulation，簡稱SVPWM）技術和矢量控制技術，導致在開關頻率較低時交流電流諧波含量較大，且輸出功率受到PWM整流器的交流電壓幅值限制。

實用新型內容

本實用新型提供一種具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置，以解決現有技術中交流電流諧波含量較大且輸出功率受到PWM整流器的交流電壓幅值限制的技術缺陷。

本實用新型提供一種能饋式牽引供電裝置，包括移相變壓器、PWM整流機組和控制單元；所述移相變壓器的原邊三相繞組為星形連接，所述移相變壓器的兩個副邊三相繞組分別為三角形連接和星形連接；

所述移相變壓器的原邊三相繞組用于與交流電源連接，所述移相變壓器的兩個副邊三相繞組與所述PWM整流機組的交流側連接；

所述控制單元與所述PWM整流機組連接，所述控制單元通過固定幅值矢量控制及SHEPWM調制方式控制所述PWM整流機組。

如上所述的能饋式牽引供電裝置，優選地，所述PWM整流機組包括兩個并聯的PWM整流器，一個PWM整流器的輸入端與所述移相變壓器的一個副邊連接，另一個PWM整流器的輸入端與所述移相變壓器的另一副邊連接。

如上所述的能饋式牽引供電裝置，優選地，所述PWM整流器包括三組功率器件；每組功率器件包括兩個串聯的功率模塊；

每組功率器件的中點與交流側的交流母線連接，每組功率器件的正極和負極與直流側的直流母線連接。

如上所述的能饋式牽引供電裝置，優選地，所述PWM整流器還包括交流濾波電容和交流濾波電感；

所述交流濾波電容并聯在交流側的交流母線上，所述交流濾波電感分別串聯交流側的交流母線上。

如上所述的能饋式牽引供電裝置，優選地，所述PWM整流器還包括直流支撐電容和直流熔斷器；所述直流支撐電容連接在在所述直流側的直流母線之間，所述直流熔斷器串聯在所述直流側的直流母線上。

本實用新型提供的具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置，移相變壓器的兩個副邊繞組分別為三角形連接和星形連接，使得這副邊繞組的輸出電流相位相差30度，兩個副邊電流折算到原邊后，其中的部分諧波電流相位均相差180°，因此被相互抵消?？刂茊卧ㄟ^固定幅值矢量控制及SHEPWM調制方式對PWM整流機組的輸出進行控制，可以提高PWM整流機組輸出的有功功率，并且能夠減小電流諧波。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置的示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的移相變壓器的示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的PWM整流器的主電路示意圖；

圖4a為現有的單位功率運行的矢量關系圖；

圖4b為本實用新型中固定幅值矢量控制的矢量關系圖；

圖5為本實用新型實施例提供的PWM整流器的控制框圖；

圖6為本實用新型提供的具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置的控制方法流程圖；

圖7為圖6所示的控制方法中步驟200的一種具體實現方式的流程圖。

具體實施方式