[發明專利]一種機車牽引變壓器及其應用

在審

• 申請號: 201911031544.3
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN112803787A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李艷平;劉毅紅;盛政彬;陳立;向坤;曾明成;黃江瑞;馮厲鵬;張志鵬;許曉雷
• 申請（專利權）人: 株洲中車機電科技有限公司
• 主分類號: H02M5/10
• 分類號: H02M5/10;B60L9/28
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發明公開了一種機車牽引變壓器及其應用，機車牽引變壓器由三個單相變壓器組合形成三相變壓器，三個所述單相變壓器的原邊線圈連接至兩個逆變模塊的不同輸出相，且同一單相變壓器的原邊線圈的兩端分別連接兩個逆變模塊的同一輸出相；各所述單相變壓器的副邊線圈的一端形成三相變壓器的輸出端，各所述單相變壓器的副邊線圈的另一端相互連接并接地；各所述單相變壓器的原邊線圈的中性點與副邊線圈的一端通過第一開關連接，各所述單相變壓器的副邊線圈上設有多個連接開關，用于在接通時形成不同匝數的副邊線圈。本發明具有結構簡單、操作簡便、功能豐富、抑制環流、可適用不同工況等優點。

技術領域

本發明主要涉及變壓器技術領域，特指一種機車牽引變壓器及其應用。

背景技術

新型機車牽引系統中，在列車啟動時，因為啟動電流大、頻率變化范圍大，需要多模塊并聯供電，各模塊間存在環流；當列車啟動運行到一定速度后，隨著列車的速度不斷提高，變壓器的輸出功率要不斷增加，變壓器副邊根據需要調整輸出電壓和頻率，變壓器需要具備在0～400Hz的頻率范圍內正常工作，因此需要變壓器具有電抗器及變壓器兩種功能，故需要對變壓器的鐵心、原邊繞組等進行特殊設計，從而使整體結構復雜。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單、操作簡便、功能豐富、抑制環流的機車牽引變壓器，并相應提供其在機車牽引系統及機車控制上的應用。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種機車牽引變壓器，機車牽引變壓器由三個單相變壓器組合形成三相變壓器，三個所述單相變壓器的原邊線圈連接至兩個逆變模塊的不同輸出相，且同一單相變壓器的原邊線圈的兩端分別連接兩個逆變模塊的同一輸出相；各所述單相變壓器的副邊線圈的一端形成三相變壓器的輸出端，各所述單相變壓器的副邊線圈的另一端相互連接并接地；各所述單相變壓器的原邊線圈的中性點與副邊線圈的一端通過第一開關連接，各所述單相變壓器的副邊線圈上設有多個連接開關，用于在接通時形成不同匝數的副邊線圈。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述連接開關的數量為2～5個。

所述三相變壓器為干式變壓器或者浸液式變壓器。

本發明還公開了一種機車牽引系統，包括依次相連的整流模塊、中間直流回路、多個逆變模塊，還包括如上所述的機車牽引變壓器，所述機車牽引變壓器中的三相變壓器的輸入端分別與各所述逆變模塊的輸出端相連。

本發明還公開了上述機車牽引變壓器在機車控制上的應用，在機車啟動階段，各所述單相變壓器中第一開關閉合，原邊線圈的中性點與副邊線圈的一端通過第一開關連接，同時各連接開關均斷開使得變壓器的副邊開路，電流直接通過原邊線圈給負載供電，三相變壓器處于電抗器工況；

在機車正常行駛階段時，各所述單相變壓器中第一開關斷開，原邊線圈的中性點與副邊線圈的一端斷開，同時其中一個連接開關閉合，三相變壓器處于變壓器工況。

在機車正常行駛階段時，當需要進行加速時，通過切換連接開關以增加副邊線圈的匝數，以使三相變壓器輸出電壓提高，輸出功率也隨之增加；當需要進行減速時，通過切換連接開關以減少副邊線圈的匝數，以使三相變壓器輸出電壓降低，輸出功率也隨之減少。

各連接開關均對應有變壓器輸出電流頻率，在達到對應的預設電流頻率時進行相應連接開關的切換。

所述連接開關的數量為3個，分別為k2、k3和k4，其中k2、k3和k4接通時對應的副邊線圈匝數依次減少。

在機車加速運行到第一預設電流頻率時，閉合k4、斷開k2和k3；當機車達到第二預設電流頻率時，閉合k3、斷開k2和k4；當機車達到第三預設電流頻率時，閉合k2、斷開k3和k4；其中第一預設電流頻率第二預設電流頻率第三預設電流頻率。