輸出穩(wěn)定的DCllOV電源作為列車控制電源或給蓄電池充電。
[0043]牽引控制單元7 (D⑶)，它的主要作用是根據(jù)司機(jī)指令完成對(duì)整流單元2、逆變單元3和輔變單元4的實(shí)時(shí)控制，以期能夠順利實(shí)現(xiàn)交直交的電能轉(zhuǎn)換，同時(shí)也具備完整的故障保護(hù)、故障自診斷等功能。
[0044]供電制式切換開關(guān)，用來進(jìn)行供電制式的切換。列車進(jìn)入不同電壓制式運(yùn)行區(qū)域，要將變流器設(shè)置為不同的工作模式，交流模式和直流模式通過供電制式切換開關(guān)進(jìn)行切換。如圖3所示，供電制式切換開關(guān)共有兩組常開觸點(diǎn)和兩組常閉觸點(diǎn)，常開觸頭和常閉觸頭之間是聯(lián)鎖的。AC 25kV交流電供電時(shí)，供電制式切換開關(guān)工作在常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開的狀態(tài)，整流器支路工作。DC1500V直流供電時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，直流電經(jīng)高壓電氣柜支路接入，再經(jīng)線路濾波電抗器，接入變流器的中間直流回路。
[0045]結(jié)合附圖可以看出，在具體應(yīng)用實(shí)例中，以動(dòng)車為例，AC25kV/50Hz供電和DC1500V供電通過牽引變壓器繞組接入本實(shí)用新型變流裝置的箱內(nèi)。AC25kV/50Hz供電制式下，通過前端的充電短接回路引入動(dòng)車組變流裝置的整流模塊，整流模塊輸出直流電壓至中間直流環(huán)節(jié)，給逆變單元3、輔變單元4等供電。轉(zhuǎn)換供電制式時(shí)，通過供電制式切換開關(guān)直接將DC1500V接入中間直流環(huán)節(jié)，給逆變單元3、輔變單元4供電。
[0046]具體而言，在交流模式下:單相25kV 50HZ電網(wǎng)電壓經(jīng)牽引變壓器降壓為變流裝置適用的電壓AC970V，變流器裝置從牽引變壓器的次邊繞組取電，輸入電壓首先經(jīng)由預(yù)充電單元，對(duì)直流回路的支撐電容進(jìn)行充電，信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)變流裝置輸入電流的大小。牽引工況時(shí)，單相工頻電網(wǎng)電壓經(jīng)PWM整流模塊整流為DC1800V直流電壓，經(jīng)VVVF逆變模塊逆變?yōu)槿嚯妷?、頻率可調(diào)供給牽引電機(jī)，經(jīng)VVVF輔變單元4 (輔助逆變模塊)逆變?yōu)樽儔鹤冾l交流電，經(jīng)輔助變壓器6濾波，輸出給輔助系統(tǒng)供電設(shè)備；從輔助逆變電路輸出穩(wěn)定的3 <i>AC380V電壓經(jīng)三相電抗器、EMC濾波器給DCllOV充電機(jī)供電，充電機(jī)輸出穩(wěn)定的DCllOV電源作為列車控制電源或給蓄電池充電；制動(dòng)工況時(shí)牽引電機(jī)發(fā)出的三相電壓經(jīng)VVVF逆變器整流、PWM整流器逆變后反饋回電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。
[0047]在直流模式下:中間直流回路前端的充電電阻、充電接觸器、工作接觸器、整流模塊被切換開關(guān)切除，DC1500電網(wǎng)電壓經(jīng)過預(yù)充電回路、LC濾波回路濾波后，獲得較穩(wěn)定的直流電壓，直接對(duì)直流回路的支撐進(jìn)行充電，經(jīng)VVVF (Variable Voltage VariableFrequency,變壓變頻)逆變模塊逆變?yōu)槿嚯妷?、頻率可調(diào)供給牽引電機(jī)；經(jīng)VVVF輔助逆變模塊逆變?yōu)樽儔鹤冾l交流電，經(jīng)輔助變壓器6降壓濾波，輸出給輔助系統(tǒng)供電設(shè)備；從輔助逆變電路輸出穩(wěn)定的3(i>AC380V電壓經(jīng)三相電抗器、EMC濾波器給DCllOV充電機(jī)供電，充電機(jī)輸出穩(wěn)定的DCllOV電源作為列車控制電源或給蓄電池充電；制動(dòng)工況時(shí)牽引電機(jī)發(fā)出的三相電壓經(jīng)VVVF逆變器整流后反饋回電網(wǎng)，如電網(wǎng)電壓達(dá)到某設(shè)定值后可開通制動(dòng)電阻，實(shí)現(xiàn)直流模式的持續(xù)滿功率制動(dòng)。
[0048]如圖2所示，本實(shí)用新型的柜體I內(nèi)按照功能、電壓等級(jí)劃分成若干個(gè)腔體:功率模塊腔體、輔變充電機(jī)DCU腔體、冷卻設(shè)備腔體、水管電纜布置腔體和輸入輸出接線腔體。其中:
[0049]功率模塊腔體內(nèi)主要布置了整流模塊、逆變模塊，整流模塊位于腔體的中央位置，逆變模塊位于整流模塊的兩側(cè)。
[0050]輔變充電機(jī)DCU腔體內(nèi)主要布置充電機(jī)、輔助逆變模塊、控制裝置(DCU)和充電短接裝置。
[0051]冷卻設(shè)備腔體內(nèi)主要布置熱交換器、冷卻風(fēng)機(jī)、水泵、膨脹水箱、風(fēng)道和需要風(fēng)冷散熱的輔助變壓器6和斬波電阻等。
[0052]水管電纜布置腔體內(nèi)主要布置水冷管道和切換開關(guān)，以便為功率模塊水冷散熱和切換開關(guān)的布線。
[0053]輸入輸出接線腔體主要布置變流器對(duì)外輸入輸出接線裝置和固定放電電阻。
[0054]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種列車牽引變流裝置，其特征在于，包括集成于一個(gè)柜體內(nèi)的整流單元、逆變單元、輔變單元、充電機(jī)單元、輔助變壓器、牽引控制單元及供電制式切換開關(guān)； 所述整流單元包括整流模塊，所述整流模塊用來向電機(jī)側(cè)逆變模塊提供一個(gè)相匹配的恒定的直流電壓源； 所述逆變單元包括逆變模塊，所述逆變模塊用來將恒定的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流供給牽引電機(jī)； 所述輔變單元，用來將恒定的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流恒壓恒頻或者變壓變頻，經(jīng)輔助變壓器后供給動(dòng)車組上輔助用電設(shè)備； 所述充電機(jī)單元，用來輸出穩(wěn)定的DCllOV電源作為列車控制電源或給蓄電池充電； 所述牽引控制單元，用來根據(jù)司機(jī)指令完成對(duì)整流單元、逆變單元和輔變單元的實(shí)時(shí)控制； 所述供電制式切換開關(guān)，用來進(jìn)行供電制式的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車牽引變流裝置，其特征在于，所述整流模塊為兩個(gè)，所述逆變模塊也為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車牽引變流裝置，其特征在于，所述逆變模塊與整流模塊結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的列車牽引變流裝置，其特征在于，所述整流模塊與逆變模塊之間設(shè)置中間直流回路，所述中間直流回路包括中間電壓支撐電容、諧振濾波電容、變流裝置外部的二次濾波電抗器、斬波電路、中間電壓測(cè)量電路和固定放電電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的列車牽引變流裝置，其特征在于，所述整流模塊與輸入電源之間設(shè)置有整流模塊前級(jí)電路，所述整流模塊前級(jí)電路包括充電電阻、充電接觸器和工作接觸器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的列車牽引變流裝置，其特征在于，所述供電制式切換開關(guān)具有兩組常開觸點(diǎn)和兩組常閉觸點(diǎn)，常開觸頭和常閉觸頭之間是聯(lián)鎖的；在進(jìn)行交流電供電時(shí)，所述供電制式切換開關(guān)工作在常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開的狀態(tài)，整流器支路工作；在進(jìn)行直流供電時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的列車牽引變流裝置，其特征在于，所述柜體內(nèi)按照功能、電壓等級(jí)劃分成:功率模塊腔體、輔變充電機(jī)DCU腔體、冷卻設(shè)備腔體、水管電纜布置腔體和輸入輸出接線腔體；其中: 所述功率模塊腔體內(nèi)布置整流模塊、逆變模塊，所述整流模塊位于腔體的中央位置，所述逆變模塊位于整流模塊的兩側(cè)； 所述輔變充電機(jī)DCU腔體內(nèi)布置充電機(jī)、輔助逆變模塊、控制裝置和充電短接裝置； 所述冷卻設(shè)備腔體內(nèi)布置熱交換器、冷卻風(fēng)機(jī)、水泵、膨脹水箱、風(fēng)道和輔助變壓器和斬波電阻； 所述水管電纜布置腔體內(nèi)布置水冷管道和切換開關(guān)； 所述輸入輸出接線腔體布置變流器對(duì)外輸入輸出接線裝置和固定放電電阻。
【專利摘要】一種列車牽引變流裝置，包括集成于一個(gè)柜體內(nèi)的整流單元、逆變單元、輔變單元、充電機(jī)單元、輔助變壓器、牽引控制單元及供電制式切換開關(guān)；整流單元包括整流模塊，整流模塊用來向電機(jī)側(cè)逆變模塊提供一個(gè)相匹配的恒定的直流電壓源；逆變單元包括逆變模塊，逆變模塊用來將恒定的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流供給牽引電機(jī)；輔變單元，用來將恒定的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流恒壓恒頻或者變壓變頻，經(jīng)輔助變壓器后供給動(dòng)車組上輔助用電設(shè)備；充電機(jī)，用來輸出穩(wěn)定的DC110V電源作為列車控制電源或給蓄電池充電；供電制式切換開關(guān)，用來進(jìn)行供電制式的切換。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)更加緊湊、布局更加合理、集成度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B61C3-00, B60L9-00
【公開號(hào)】CN204586534
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520293863
【發(fā)明人】祁善軍, 忻力, 榮智林, 李華, 劉大, 吳剛, 唐雄輝, 韓立軍, 范榮輝
【申請(qǐng)人】株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日