帶二次濾波電路的牽引變流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶二次濾波電路的牽引變流器。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展，牽引變流器是高速動(dòng)車(chē)組的重要組成 部分。牽引變流器輸出三相交流電驅(qū)動(dòng)高速動(dòng)車(chē)組內(nèi)的牽引電機(jī)運(yùn)行，從而驅(qū)動(dòng)動(dòng)車(chē)組的 運(yùn)行。
[0003] 牽引變流器一般由整流器、逆變器等組成。其中，整流器對(duì)輸入的交流電進(jìn)行整 流處理，逆變器用于將整流處理后的直流電變?yōu)榻涣麟姡则?qū)動(dòng)牽引電機(jī)運(yùn)行。但是，整流 器整流輸出的電壓中仍會(huì)含有大量的二次諧波分量，這些二次諧波分量會(huì)導(dǎo)致電壓波形畸 變，不但會(huì)對(duì)變流器中其他器件造成損害，還會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳兞髌鬟\(yùn)行出現(xiàn)異常，影響牽引電 機(jī)的運(yùn)行。因此，保證整流器輸出電壓波形穩(wěn)定，盡量降低諧波，對(duì)于牽引電機(jī)的可靠運(yùn)行 以及牽引變流器的器件安全至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種帶二次濾波電路的牽引變流器，用以實(shí)現(xiàn) 對(duì)牽引電機(jī)的安全、可靠控制。
[0005] 本發(fā)明提供了一種帶二次濾波電路的牽引變流器，包括：
[0006] 依次連接的整流電路、二次濾波電路和逆變電路；
[0007] 所述整流電路包括并聯(lián)的至少一個(gè)四象限整流器，每個(gè)所述四象限整流器的兩個(gè) 輸出端分別連接在母線(xiàn)的正端和負(fù)端；
[0008] 所述二次濾波電路連接在所述母線(xiàn)的正端和負(fù)端間，用于濾除母線(xiàn)電壓中的二次 諧波；
[0009] 所述二次濾波電路包括至少兩個(gè)并聯(lián)連接的濾波電容、至少兩個(gè)并聯(lián)連接的濾波 電感和至少一個(gè)放電電阻，所述至少一個(gè)放電電阻串聯(lián)后并聯(lián)連接在所述濾波電容的兩 端，所述濾波電感與所述濾波電容串聯(lián)；
[0010] 所述逆變電路包括并聯(lián)的至少一個(gè)三相逆變器，每個(gè)所述三相逆變器的兩個(gè)輸入 端分別連接在所述母線(xiàn)的正端和負(fù)端，每個(gè)所述三相逆變器的三相輸出端分別連接在至少 一個(gè)牽引電機(jī)的對(duì)應(yīng)三相輸入端。
[0011] 本發(fā)明提供的帶二次濾波電路的牽引變流器，包括依次連接的整流電路、二次濾 波電路和逆變電路。其中，整流電路包括并聯(lián)連接的至少一個(gè)四象限整流器；二次濾波電 路，用于濾除整流電路輸出電壓中的二次諧波，使得輸入逆變電路的電壓更加準(zhǔn)確穩(wěn)定；逆 變電路包括至少一個(gè)并聯(lián)的逆變器，用于將輸入其的直流電轉(zhuǎn)換為交流電以驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī) 運(yùn)行。通過(guò)濾除輸入電壓中的二次諧波，使得輸入逆變器的電壓準(zhǔn)確可靠，有利于保證對(duì)牽 引電機(jī)的安全可靠驅(qū)動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明帶二次濾波電路的牽引變流器實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明帶二次濾波電路的牽引變流器實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 圖1為本發(fā)明牽引變流器實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該牽引變流器 包括：
[0015] 依次連接的整流電路1、二次濾波電路2和逆變電路3 ;
[0016] 具體地，其中，所述整流電路1包括并聯(lián)的至少一個(gè)四象限整流器，每個(gè)所述四象 限整流器的兩個(gè)輸出端分別連接在母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-。
[0017] 本實(shí)施例中，以四象限整流器的數(shù)量為2個(gè)為例，兩個(gè)四象限整流器分別表示為 11和12。第一四象限整流器11和第二四象限整流器12并聯(lián)，且第一四象限整流器11的 第一輸出端E1和第二輸出端F1分別連接在母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-，第一四象限整流 器11的第一輸入端A3和第二輸入端B3用于接收輸入電壓；第二四象限整流器12的第一 輸出端E2和第二輸出端F2分別連接在母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-，第二四象限整流器 12的第一輸入端A4和第二輸入端B4用于接收另一輸入電壓。其中，這兩個(gè)四象限整流器 的輸入都是頻率為50Hz的交流電。
[0018] 具體地，所述二次濾波電路2連接在所述母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-間，用于濾 除所述整流電路1輸出電壓即母線(xiàn)電壓中的二次諧波；所述二次濾波電路2包括至少兩個(gè) 并聯(lián)連接的濾波電容、至少兩個(gè)并聯(lián)連接的濾波電感和至少一個(gè)放電電阻，所述至少一個(gè) 放電電阻串聯(lián)后并聯(lián)連接在所述濾波電容的兩端，所述濾波電感與所述濾波電容串聯(lián)。具 體來(lái)說(shuō)，以所述濾波電容的數(shù)量為3個(gè)，所述濾波電感的數(shù)量為2個(gè)，所述放電電阻的數(shù)量 為2個(gè)為例，3個(gè)濾波電容分別表示為Cl、C2和C3, 2個(gè)濾波電感分別表示為L(zhǎng)1和L2, 2個(gè) 放電電阻分別表不為R1和R2。
[0019] 將電容Cl、C2和C3并聯(lián)后的值定為C。電感Ll、L2并聯(lián)后的值定為L(zhǎng)。暫不 考慮電阻的影響，二次濾波電路的諧振點(diǎn)設(shè)計(jì)在二次諧波附近，即100Hz，則諧振頻率： f = \l{2Ky[LC) = m)!Iz
[0020] 通過(guò)以上公式就可以得到多組L與C的值。通過(guò)考慮到電容與電感的成本以及體 積等因素就可以得到一組合適的電容、電感的值。
[0021] 另外，放電電阻R1和R2主要是對(duì)濾波電容兩端進(jìn)行放電。
[0022] 在實(shí)際應(yīng)用中，濾波電容的取值范圍可以是：Cl = C2 = C3 = (l_3mF);電感 的取值范圍可以是：LI = L2 = (0. 5-1. 5mH);放電電阻的取值范圍可以是：R2 = R3 = (10-30kQ) 〇
[0023] 本實(shí)施例中，該二次濾波電路采用這種使用多電容、電感并聯(lián)的連接方式，比使用 單電容、單電感的方式可靠性更強(qiáng)。主要原因是并聯(lián)的連接方式使得流經(jīng)每個(gè)元件的電流 更小，提尚了兀件的壽命。
[0024] 通過(guò)該二次濾波電路濾除了母線(xiàn)電壓的二次諧波，減少了波形畸變，提高了整體 牽引變流器的控制性能。二次濾波回路中的電感和電容采用多個(gè)并聯(lián)的方式，放電電阻采 用雙電阻串聯(lián)的方式，提高了器件的壽命，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
[0025] 再具體地，所述逆變電路3包括并聯(lián)的至少一個(gè)三相逆變器，每個(gè)所述三相逆變 器的兩個(gè)輸入端分別連接在所述母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-，每個(gè)所述三相逆變器的三 相輸出端分別連接在至少一個(gè)牽引電機(jī)的對(duì)應(yīng)三相輸入端。以逆變電路包括的三相逆變器 的數(shù)量為2個(gè)為例，分別為第一三相逆變器31和第二三相逆變器32。所述第一三相逆變 器31的第一輸入端A5和第二輸入端B5分別連接在母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-，所述第 一三相逆變器的三相輸出端連接至少一個(gè)牽引電機(jī)；所述第二三相逆變器32的第一輸入 端A6和第二輸入端B6分別連接在母線(xiàn)的正端VDC+和負(fù)端VDC-，所述第二三相逆變器32 的三相輸出端連接至少一個(gè)牽引電機(jī)。
[0026] 本實(shí)施例提供的牽引變流器，包括依次連接的整流電路、二次濾波電路和逆變電 路。其中，整流電路包括并聯(lián)連接的至少一個(gè)四象限整流器；二次濾波電路，用于濾除整流 電路輸出電壓中的二次諧波，使得輸入逆變電路的電壓更加準(zhǔn)確穩(wěn)定；逆變電路包括至少 一個(gè)并聯(lián)的逆變器，用于將輸入其的電壓轉(zhuǎn)換為交流電以驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)運(yùn)行。通過(guò)濾除輸 入電壓中的二次諧波，使得輸入逆變器的電壓準(zhǔn)確可靠，有利于保證對(duì)牽引電機(jī)的安全可 靠驅(qū)動(dòng)。
[0027] 圖2為本發(fā)明牽引變流器實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在圖1所示 實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該牽引變流器還包括：支撐電容4,所述支撐電容4與所述二次濾波電路 2的輸出并聯(lián)，并連接在所述母線(xiàn)的正端和負(fù)端間，所述支撐電容4用于去除所述輸出電壓 中的紋波。
[0028] 進(jìn)一步地，該牽引變流器還包括：第一預(yù)充電電路51和第二預(yù)充電電路52,用于 在所述牽引變流器初始上電時(shí)控制輸入電流的變化幅度，使輸入電流的變化幅度不至于過(guò) 大，損壞器件。
[0029] 所述第一預(yù)充電電路51的輸入端A1與牽引變壓器的二次側(cè)輸出繞組P1連接，所 述第一預(yù)充電電路52的輸出端B1與第一四象限整流器11的第一輸入端A3連接，所述第 一四象限整流器11的第二輸入端B3與所述牽引變壓器的二次側(cè)輸出繞組N1連接；
[0030] 所述第二預(yù)充電電路52的輸入端A2與牽引變壓器的二次側(cè)輸出繞組P2連接，所 述第二預(yù)充電電路52的輸出端B2與第二四象限整流器12的第一輸入端A4連接，所述第 二四象限整流器12的第二輸入端與B4所述牽引變壓器的二次側(cè)輸出繞組N2連接。
[0031 ] 具體地，所述第一預(yù)充電電路51包括第一開(kāi)關(guān)K1、第二開(kāi)關(guān)K2和電阻R3，所述第 二預(yù)充電電路52包括第三開(kāi)關(guān)K3 ;
[003