[發明專利]一種針對牽引網特定高次諧波的整流抑制電路

在審

• 申請號: 201710506805.7
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107425524A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 姜浩宇;王慧貞
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 施昊

技術領域

本發明屬于電氣化鐵道技術領域，特別涉及了一種針對牽引網特定高次諧波的整流抑制電路。

背景技術

隨著和諧型機車批量投入運用，網壓品質受到嚴重影響。由于牽引網主體骨架是一段多導體傳輸線，本身固有分布參數特性，在一定頻率下牽引網并聯分布電容和串聯分布阻抗與變壓器阻抗和電源阻抗發生某種形式的諧振是必然的。和諧型交流傳動電力機車由于大功率的變頻器、驅動變頻器的阻抗、開關頻率和寄生參數，使得牽引供電系統中增加了高次諧波，這些高次諧波含有率不高，但當高次諧波頻率與供電系統諧振點相等或相近，并且達到一定幅值時，該頻率的電壓、電流就會被放大，放大的諧波電壓疊加在基波幅值上，引起牽引供電系統高頻諧振，使得接觸網電壓超過高壓電器設備的安全工作范圍，影響系統的安全和穩定。牽引網上可能存在的高次諧波諧振容易造成列車停車事故，危害供電設備的安全運行，嚴重影響鐵路的正常運輸秩序。

發明內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明旨在提供一種針對牽引網特定高次諧波的整流抑制電路，有效抑制牽引網的特定高次諧波諧振。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種針對牽引網特定高次諧波的整流抑制電路，包括LC諧振電路，整流電路、濾波電容、濾波電阻、開關管以及并聯電阻，所述LC諧振電路包括若干條相互并聯的LC串聯諧振支路，各LC串聯諧振支路分別對應牽引網出現的各高次諧波，LC諧振電路的輸入端接入接觸網，整流電路的正輸入端連接LC諧振電路的輸出端，整流電路的負輸入端連接鋼軌，開關管的集電極連接整流電路的正輸出端，開關管的基極連接取電模塊，并聯電阻的兩端分別連接開關管的集電極和發射極，濾波電容的兩端分別連接開關管的發射極和整流電路的負輸出端，濾波電阻與濾波電容并聯。

基于上述技術方案的優選方案，設牽引網出現n次諧波，n≥2，則在LC諧振電路中，與該n次諧波對應的LC串聯支路的參數為：

上式中，L、C分別為LC串聯諧振支路中的電感和電容，f為基波頻率。

基于上述技術方案的優選方案，所述整流電路采用橋式整流電路。

基于上述技術方案的優選方案，所述開關管采用IGBT管。

基于上述技術方案的優選方案，所述濾波電容的電容值為100μF，濾波電阻的阻值為10Ω，并聯電阻的阻值為200Ω。

采用上述技術方案帶來的有益效果：

本發明設計的整流抑制電路可以一直接在牽引網中，開關管開通，特定高次諧波通過LC串聯支路構成的陷阱進入整流抑制電路，消除牽引網中的諧振，電網不會發生過沖；開關管不開通，并聯在開關管上的并聯電阻接入電路中，該電阻電阻值較大，則抑制裝置中電流很小，保證濾波電路損耗較小，接近無損濾波。而當牽引網出現多個高次諧波時，可以將不同取值的LC串聯支路進行并聯，讓多個高次諧波都進入整流抑制電路。被治理的供電區段供電質量將得到顯著改善，避免發生電氣諧振現象，變電所的低壓供電質量也將得到顯著提高。

附圖說明

圖1是本發明的基本電路圖；

圖2是本發明實施例的電路圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。

如圖1所示，一種針對牽引網特定高次諧波的整流抑制電路，包括LC諧振電路，整流電路、濾波電容C₀、濾波電阻R₀、開關管以及并聯電阻R₁。LC諧振電路的輸入端接入接觸網，整流電路的正輸入端連接LC諧振電路的輸出端，整流電路的負輸入端連接鋼軌，開關管的集電極連接整流電路的正輸出端，開關管的基極連接取電模塊，并聯電阻的兩端分別連接開關管的集電極和發射極，濾波電容的兩端分別連接開關管的發射極和整流電路的負輸出端，濾波電阻與濾波電容并聯。其中，整流電路采用橋式整流電路(由圖中的D₁-D₄構成)，開關管采用IGBT管。濾波電容C₀＝100μF，濾波電阻R₀＝10Ω，并聯電阻R₁＝200Ω。

牽引網中出現高次諧波，IGBT開關管開通。電容C和電感L構成LC諧振電路，使牽引網中特定高次諧波通過這個陷阱，此時通過橋式整流諧波抑制裝置進行濾波。不工作時，IGBT開關管關斷，并聯在IGBT開關管上的電阻R₁接入電路，該電阻值是并聯在濾波電容上電阻電阻值的二十倍，則抑制裝置中電流很小，保證濾波電路損耗較小。