[發明專利]電力變流器、牽引鏈以及相關的電力運輸車輛

在審

• 申請號: 201710209469.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107294415A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 讓·皮埃爾·萊帕赫
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通運輸科技公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;B60L9/22
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 徐川,姚開麗

技術領域

本發明涉及一種電力變流器，該電力變流器被配置為將第一電力轉換為第二電力。

本發明還涉及一種用于電力運輸車輛的牽引鏈(也被稱為傳動系)，牽引鏈包括電動機和連接到電動機上的該電力變流器。

本發明還涉及一種電力運輸車輛(例如鐵路車輛)，該電力運輸車輛包括配置為該引起車輛運動的牽引鏈。

電力變流器包括兩個與第一電力聯接的第一端子，至少一個與第二電力聯接的第二端子以及P個切換臂，其中，P為大于或等于1的整數。每個切換臂包括在兩個第一端子之間串聯連接并且在中點處彼此連接的兩個切換半臂。中間點連接到單獨的第二端子上。每個切換半臂包括并聯連接的N個切換半支路，其中，N為大于或等于2的整數。每個切換半支路包括開關。

本發明適用于運輸領域，并特別適用于鐵路運輸，尤其是諸如鐵路機車或電力軌道車之類的電力牽引車輛。

背景技術

從文獻US 2013/0039100 A1中已知前述類型的電力變流器。電力變流器是能夠將直流電轉換為三相交流電以向三相電動機供電的換流器。電力變流器包括兩個與直流電聯接的第一端子，三個與三相交流電聯接的第二端子以及三個切換臂。每個切換臂包括在兩個第一端子之間串聯連接并且在中間點處彼此連接的兩個切換半臂。中間點連接到各第二端子上。

每個切換半臂包括并聯連接的兩個切換半支路或者三個切換半支路，這分別取決于所考慮的實施例。每個切換半支路包括開關，該開關包括晶體管以及與該晶體管反向并聯連接的二極管。

電力變流器還包括用于三個切換臂的控制單元。控制單元被配置為將一個臂相對于其它臂進行相移，從而在電力變流器的輸出處輸出三相交流電。

然而，切換臂的切換操作并不總是最佳的。

發明內容

因此，本發明旨在提出一種電力變流器，以使得能夠對每個切換臂內的切換進行改進。

為此，本發明涉及一種前述類型的電力變流器，其中，所述電力變流器還包括2×P個控制模塊，每個控制模塊配置為控制單獨的切換半臂的所述開關，每個控制模塊包括針對每個單獨的開關的輸出端子，每個輸出端子配置為向所述單獨的開關輸送控制信號。

根據本發明的電力變流器包括針對每個切換半臂的控制模塊，每個控制模塊配置為控制單獨的切換半臂的開關，每個控制模塊包括針對每個單獨的開關的一對輸出端子，每對輸出端子則能夠向所述單獨的開關輸送特定的控制信號。

根據本發明的電力變流器因此使得能夠向每個單獨的開關輸送特定的控制信號，以使得能夠改進每個切換臂內的切換。

根據本發明的其他有利方面，電力變流器包括以下特征中的一個或更多個，所述特征可被單獨地或根據所有技術上的可能組合進行考慮：

-至少一個控制模塊被進一步配置為對單獨的切換半臂的開關的切換操作進行同步；

-能夠對單獨的切換半臂的開關的切換操作進行同步的每個控制模塊配置為基于預定切換延遲控制所述開關的控制信號的輸送，預定切換延遲與所述切換半臂的每個開關相關；

-電力變流器包括針對每個開關的單獨的控制環，每個控制環連接在單獨的輸出端子和對應的開關之間，并且包括兩個電容器和兩個切換部件以將對應的開關切換到斷開狀態和閉合狀態中的一個狀態；

-至少一個開關是雙路開關；

-每個雙路開關包括晶體管以及與晶體管反向并聯的二極管；

-至少一個晶體管是由碳化硅制成的；

-至少一個晶體管是場效應晶體管；

優選地，為絕緣柵場效應晶體管；

-切換臂的數量P等于3；以及

-數量N等于3。

本發明還涉及一種用于電力運輸車輛的牽引鏈，牽引鏈包括電動機和連接到電動機上的電力變流器，電力變流器如上文所限定的。

本發明還涉及一種電力運輸車輛(例如鐵路車輛)，電力運輸車輛包括配置為引起車輛運動的牽引鏈，牽引鏈如上文所限定的。

附圖說明

通過閱讀以下僅作為非限定性示例提供并參照附圖進行的描述將更好地理解本發明的特征和優點，在附圖中：

圖1為諸如鐵路車輛之類的電力運輸車輛的示意圖，該電力運輸車輛包括牽引鏈，牽引鏈包括電動機以及連接到該電動機上的電力變流器；

圖2為圖1中的電力變流器的示意圖，該變流器被配置為將第一電力轉換為第二電力，并且該變流器包括兩個與第一電力聯接的第一端子、三個與第二電力聯接的第二端子以及在兩個第一端子之間并聯連接的三個切換臂；以及

圖3為圖2中的切換臂之一的示意圖。