[發(fā)明專利]電傳動系統(tǒng)、變流控制方法及電力機(jī)車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911423279.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113120006B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王武俊;梁海剛;王亮亮;吳曉威;牛劍博
• 申請（專利權(quán)）人: 中車永濟(jì)電機(jī)有限公司
• 主分類號: B61C3/00
• 分類號: B61C3/00;B61C17/00;H02P27/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;臧建明

本發(fā)明提供的一種電傳動系統(tǒng)、變流控制方法及電力機(jī)車，包括：牽引變壓器，全SiC變流器以及異步牽引電機(jī)，牽引變壓器與全SiC變流器的輸入端相連，全SiC變流器的輸出端與異步牽引電機(jī)相連，牽引變壓器以及全SiC變流器根據(jù)控制頻率向異步牽引電機(jī)輸出電流，控制異步牽引電機(jī)工作，提高了異步牽引電機(jī)的效率，進(jìn)而使電傳動系統(tǒng)的效率得到提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電傳動系統(tǒng)、變流控制方法及電力機(jī)車。

背景技術(shù)

經(jīng)濟(jì)的高速持續(xù)發(fā)展，給環(huán)境保護(hù)和能源供應(yīng)帶來了壓力。積極發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新模式，節(jié)能減排已成為我國的首要任務(wù)。電力電子器件作為電力電子技術(shù)的關(guān)鍵，控制電能產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換和存儲的核心。通過改善電力電子器件的性能，可大大提高能源傳輸效率，電力電子器件技術(shù)是我國節(jié)能降耗、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前，基于硅材料的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)、金屬-氧化層半導(dǎo)體場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)等器件，其性能已逼近材料物理特性決定的理論極限，卻也無法滿足節(jié)能減排對電力電子器件性能的需求。進(jìn)而，以硅絕緣柵雙極性晶體管Si IGBT變流器作為器件的大功率交流異步電機(jī)電傳動系統(tǒng)，通常采用低開關(guān)頻率控制方式，增大功率器件的輸出電流，降低IGBT溫升。

然而，由于功率器件開關(guān)頻率較低，采用方波、三分頻等低開關(guān)同步調(diào)制時，由于諧波電流較大，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動、銅損較大，電傳動系統(tǒng)整體效率偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電傳動系統(tǒng)、變流控制方法及電力機(jī)車，在同等體積、同等散熱條件下，提高了電傳動系統(tǒng)的效率。

第一方面，本發(fā)明提供一種電傳動系統(tǒng)，包括：

牽引變壓器，全SiC變流器以及異步牽引電機(jī)；

所述牽引變壓器與所述全SiC變流器的輸入端相連，所述全SiC變流器的輸出端與所述異步牽引電機(jī)相連；

所述牽引變壓器以及所述全SiC變流器根據(jù)控制頻率向所述異步牽引電機(jī)輸出電流，控制所述異步牽引電機(jī)工作。

在一種具體的實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：列車主處理單元MPU；

所述MPU與所述全SiC變流器連接；所述全SiC變流器根據(jù)所述MPU發(fā)送的控制指令，向所述異步牽引電機(jī)輸出電流。

可選的，所述全SiC變流器包括：牽引控制單元TCU；

所述牽引控制單元與MPU連接，用于根據(jù)所述MPU的控制指令控制輸入所述全SiC變流器的開關(guān)頻率，使所述全SiC變流器根據(jù)所述開關(guān)頻率，向所述異步牽引電機(jī)輸出電流。

在一種具體的實(shí)現(xiàn)方式中，所述全SiC變流器包括：全SiC四象限功率單元和全SiC逆變功率單元；

所述全SiC四象限功率單元和所述全SiC逆變功率單元分別與所述牽引控制單元連接；

所述全SiC四象限功率單元根據(jù)所述牽引控制單元的控制將所述牽引變壓器輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，所述全SiC逆變功率單元根據(jù)所述牽引控制單元的控制將所述直流電壓轉(zhuǎn)換成用于輸入所述異步牽引電機(jī)的交流電壓。

可選的，其特征在于，

所述全SiC變流器的數(shù)量為至少一個，所述異步牽引電機(jī)的數(shù)量為至少一個，每個全SiC變流器連接一個異步牽引電機(jī)。

可選的，