本发明专利技术涉及一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，所述功率单元包括输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路及直流母线电容；所述直流母线电容位于输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路之间，所述串联侧逆变电路与并联侧逆变电路均采用单相全桥逆变电路结构。本发明专利技术的主回路采用了单相串联整流+直流母线滤波储能+单相并联逆变的拓扑结构，减少了串联侧的升压变压器（隔离变压器为用户配置），同时该拓扑结构实现了能量的双向流动，达到了四象限运行的标准。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轨道交通电力电子
，特别涉及用于一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元。
技术介绍
目前我国电气化铁路牵引变电所都是从公共电网上取电，普遍采用单相工频交流电为机车供电。电力系统希望所有的负载都是从电网取用三相对称的基波电流，以充分利用线路、设备的容量，减少无功电流和谐波电流对系统的危害。为满足该要求，电气化铁路采用相序轮换，分段分相供电的方案。但是由于各区段的牵引符合大小不可能随时相同，分相分段方案只是在一定程度上减轻了三相不平衡的影响，而不能从根本上解决铁路负荷单相用电对整个共用电网的影响。对于以上铁路牵引变电所的问题，目前大部分采用无功补偿装置或并联电容器固定补偿模式。由于牵引符合运行的剧烈变化，便造成轻载无功的过补偿和重载无功的欠补偿，其结果均造成牵引供电等功率因数偏低。为了解决上述问题，中国专利CN101856979B提出了一种基于同相供电技术的补偿变流器装置，该装置由多个交直交功率单元并联，每个功率单元两侧接升压变压器副边，两变压器原边分别接牵引网。但该同相供电变流器装置存在以下问题: 1、多了额外的变压器，成本较高。2、因为该装置与牵引变压器在容量上相互捆绑，当该装置退出时影响正常供电与行车。3、装置容量大，成本高。
技术实现思路
基于上述
技术介绍
存在的技术缺陷，我方提出了一种基于单相系统下用于同相供电系统的级联式单相四象限功率单元，主回路采用了单相串联整流+直流母线滤波储能+单相并联逆变的拓扑结构，减少了串联侧的升压变压器(隔离变压器为用户配置)，同时该拓扑结构实现了能量的双向流动，达到了四象限运行标准。为解决上述技术问题，本专利技术技术方案如下: 一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，所述功率单元包括输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路及直流母线电容；所述直流母线电容位于输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路之间，所述串联侧逆变电路与并联侧逆变电路均采用单相全桥逆变电路结构，所述输出并联侧逆变电路连接到一单元控制板，所述输入串联侧逆变电路连接到另一单元控制板。进一步的，所述输出并联侧逆变电路连接到一单元控制板，所述输入串联侧逆变电路连接到另一单元控制板。进一步的，还包括一电压采集板和一电流传感器，所述电流传感器位于输出并联侧逆变电路和一单元控制板之间，所述电压采集板位于输入串联侧逆变电路和另一单元控制板之间。进一步的，所述单相全桥逆变电路包括两个逆变半桥，每个逆变半桥包括两个逆变器件。进一步的，所述逆变器件是IGBT、IGCT、GT0、可控硅或智能功率集成模块的任一一种。进一步的，每个逆变半桥并联一尖峰抑制电路，电路形式为C电容吸收电路、RC阻容吸收电路及RCD吸收电路的任一一种。进一步的，还包括一个三相-单相隔离变压器及两个电抗器；所述功率单元有N个，N个输入串联侧逆变电路依次串接，所述三相-单相隔离变压器原边采用Y型接法连接220KV电网，所述三相-单相隔离变压器副边采用Δ接法，通过两个电抗器连接N个输入串联侧逆变电路串接后的首尾，N为自然数。进一步的，还包括一个单相牵引变压器和N个单相滤波电路，单相牵引变压器由N个副边绕组组成；所述功率单元有N个，每个输出并联侧逆变电路连接一单相滤波电路，再与对应单相牵引变压器副边绕组连接，N为自然数。进一步的，所述单相滤波电路为电感L滤波电路、电感电容LC滤波电路及电感电容型LCL滤波电路的任一一种。进一步的，采用电感L滤波电路时，单相牵引变压器副边绕组采用开漏设计。进一步的，所述直流母线电容为薄膜电容。所述直流母线电容可以是适合于高频、大功率能量变换的薄膜电容。本专利技术与现有技术相比的有益效果是: I)本专利技术的主回路采用了单相串联整流+直流母线滤波储能+单相并联逆变的拓扑结构，减少了串联侧的升压变压器(隔离变压器为用户配置)，同时该拓扑结构实现了能量的双向流动，达到了四象限运行的标准。2)采用了电压采集板采集直流母线电压、电流传感器采集并联侧输出电流用于参与控制，同时采用C电容吸收电路可以有效吸收IGBT开关时电流变化在母线杂散电感上形成的尖峰电压。3)采用直流母线电容电路，用于直流母线储能和滤波，为输出并联侧提供较大的纹波电流，本专利技术采用了具有更好高频特性、更大纹波电流、更长的使用寿命、更高的使用电压、更低的等效内阻ESR等多个优点的薄膜电容。4)本专利技术采用串联通讯，相比点对点通讯，光纤数量减少2/3，避免采用板卡插接方式，大大提高可靠性。5)本专利技术采用单相滤波电容为电感L滤波，可进一步节约空间、优化成本、减少器件数量、提高装置可靠性，采用牵引变压器660V侧线圈开漏以达到获得电感量的目的，其中电感量为300uH。【附图说明】图1为本专利技术所涉及的同相供电补偿变流器系统原理图。图2本专利技术所涉及的功率单元拓扑图。图3为本专利技术所涉及的单元控制板功能框图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元进一步描述。图1是同相供电补偿当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于：所述功率单元包括输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路及直流母线电容；所述直流母线电容位于输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路之间，所述串联侧逆变电路与并联侧逆变电路均采用单相全桥逆变电路结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：文俊，马劲松，赖成毅，张黎，常瑞，彭良平，唐斌，张川，
申请(专利权)人：东方日立成都电控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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