[發明專利]電驅動系統和用于運行變流器的方法

在審

• 申請號: 202011040367.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112564521A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: M·福格爾斯貝格爾;C·維爾特
• 申請（專利權）人: 龐巴迪運輸有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/483;H02M7/5387;H02P27/06;H02P25/022;H02P6/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發明涉及變流器(1)，電驅動系統(2)和用于運行變流器(1)的方法，變流器具有用于連接至直流電壓源的連接端和用于電連接至電原動機的相線的連接端，其中所述變流器(1)配置成經由直流電壓中間電路(9)將來自直流電壓源(5)的直流電壓轉換為交流電壓，以驅動原動機(3)，變流器(1)包括用于將高電位部分(6)連接到低電位部分(7)的電橋支路，電橋支路包括分別具有至少一個開關裝置的兩個半支路(HZ1、HZ2)，所得的半支路(HZ1、HZ2)的標稱電壓大于在原動機(3)的最大轉速下的原動機(3)的兩個相線(P1、P2、P3)之間的反電動勢峰值電壓(EMF)，電橋支路的半支路(HZ1、HZ2)包括兩個或兩個以上開關裝置的串聯電路。

技術領域

本發明涉及一種電驅動系統和一種用于運行變流器的方法。

背景技術

具有永磁電機和變流器的電驅動系統是本領域技術人員已知的。變流器可以包括多個碳化硅開關裝置，這些開關裝置通常必須具有標稱電壓，該標稱電壓大于在原動機的最大轉速下原動機的兩相線之間的反電動勢峰值電壓(EMF)。

相線之間的反電動勢可能特別地在原動機從電動機模式變為發電機模式時發生。這可以例如是原動機的運行期間降低目標轉速或目標轉矩的情況，例如因為有軌車輛的車輛駕駛員想要降低有軌車輛的速度。如果在有軌車輛的恒定速度下，例如，路線的坡度減小(例如因為駛過山的最高點)，則也可能發生這種情況。因此，原動機產生反電動勢，并且至少在兩個相線之間下降。

開關裝置的有利設計提高了運行安全性，因為這可以確保開關裝置不會被過高的反電動勢損壞。但是，缺點在于所述設計通常會導致高昂的成本。相應的開關裝置通常也是定制的，因為沒有可用的高反電動勢的標準配置。

因此出現了技術問題，即提供一種電驅動系統和一種用于運行變流器的方法，其一方面確保期望的運行可靠性并降低制造成本。另外出現了技術問題，即提供具有變流器的電機的改進的運行。

發明內容

這些技術問題的解決方案由具有根據本發明的特征的主題得出。本發明的其他有利的方案由優選的實施方式得出。

提出一種特別地用于有軌車輛的電驅動系統，其中所述電驅動系統包括變流器和電原動機。電原動機連接到變流器。

電原動機是永久勵磁原動機。電原動機優選地是永磁同步電機。

變流器具有用于與直流電壓源(例如牽引電池或外部供電網絡)連接的連接端，特別是用于高電位部分的高電位直流電壓連接端和用于變流器的低電位部分的低電位直流電壓連接端。此處高電位是高于低電位的直流電壓電位。低電位也是直流電壓電位。

變流器還具有用于與電原動機的相線進行電連接的連接端，特別是用于三相線的連接端。相線用于傳導交流電。

變流器還配置成經由直流電壓中間電路將來自直流電壓源的直流電壓轉換為交流電壓，以驅動電原動機。此處直流電壓中間電路可以包括至少一個電容元件，所述電容元件布置在高電位部分和低電位部分之間，所述高電位部分具有高電位，所述低電位部分具有低電位。

變流器還包括用于將高電位部分連接到低電位部分的電橋支路。此處電橋支路可以與變流器的直流電壓中間電路電并聯地布置。

電橋支路還包括兩個半支路，每個半支路具有至少一個開關裝置。此處第一半支路用于在高電位部分和用于相線到電橋支路的連接端之間的電連接。第二半支路用于在低電位部分和用于相線到電橋支路的連接端之間的電連接。半支路在電橋支路中串聯連接。用于相線的連接端布置在兩個半支路的連接部分中或連接到該連接部分。

此處開關裝置可以是電子開關裝置。特別地，其可以包括開關元件，例如構造成MOSFET或IGBT的開關元件。開關裝置還可以包括續流二極管。其可以與開關元件并聯電連接。此處開關元件可以處于閉合或斷開狀態。這些狀態可以通過控制開關元件，特別是通過施加相應的柵極電壓來設置。