牵引变流器制造技术

本实用新型专利技术提供一种牵引变流器。该牵引变流器包括：输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中，所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述的逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连；所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接。本实用新型专利技术通过备用输入电路的冗余设计，可在输入电路发生故障时不影响牵引变流器的牵引功率，有效地提高工作的可靠性；此外，本实用新型专利技术还具有较高的电路集成度和驱动效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力机车牵弓I技术，尤其涉及一种大功率交流传动电力机车用牵引变流器。
技术介绍
现有的电力机车交流传动系统主要采用交流-直流-交流的电传动方式。图I为现有电力机车包括有六套独立的牵弓I变流器的电力机车牵弓I系统主电路示意图。如图中所示，每套牵引变流器由一个输入电路I、一个第一整流电路2、一个中间直流电路3和一个逆变器4组成。每套牵引变流器连接一台牵引电机6。电力机车牵引系统主电路的工作过程为机车通过受电弓、主断路器向牵引变压器原边701供电；牵引变压器次边702绕组经输入电路I向第一整流电路2供电；第一整流电路2将输入的交流电变换为直流电输出；中间直流电路3对接收的直流电进行平滑处理并将处理后的直流电传输至逆变器4 ;逆变器 4将直流电再次转换为三相交流输出，以控制牵引电机6输出动力。其中，牵引变流器的输入电路主要用于实现牵引变流器的预充电保护、正常工作的能量传输以及故障时切断保护的功能。从图I所示结构的电气图可以看出，现有电力机车牵引系统中牵引变流器存在以下几点缺陷I、现有牵引变流器中只设计了一个输入电路，一旦输入电路发生电气故障，会隔离输入电流，致使本轴的牵引电机无法输出动力。2、现有牵引变流器只能驱动一个牵引电机工作，其电路的驱动效率低。这一缺陷在电力机车牵引系统主电路中尤为显著，电力机车牵引系统主电路中需设置多个牵引变流器以驱动相应数量的牵引电机，这样构成的电力机车牵引系统主电路，结构繁冗，占用空间大,功率元件使用量大，成本高。
技术实现思路
本技术提供一种牵引变流器，以克服现有牵引变流器存在的缺陷。本技术提供一种牵引变流器，包括输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中，所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连；所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接。如上所述的牵引变流器，其中，优选的是所述输入电路主要由预充电电阻、预充电接触器、主接触器和电流传感器构成；其中，所述预充电电阻的一端与所述输入电路的第一输入端相连，所述预充电电阻的另一端与所述预充电接触器的一接线端相连；所述预充电接触器的另一接线端与所述输入电路的第一输出端相连；所述主接触器串联在所述输入电路的第一输入端和第一输出端之间；所述电流传感器串联在所述输入电路的第二输入端和第二输出端之间。如上所述的牵引变流器，其中，优选的是所述整流电路由依次连接的第一四象限整流电路、第二四象限整流电路和斩波子电路构成。如上所述的牵引变流器，其中，优选的是所述斩波子电路包括斩波IGBT以及阴极与所述IGBT发射极相连的续流二极管。如上所述的牵引变流器，其中，优选的是所述逆变器为三个。本技术的技术效果是本技术通过设置备用输入电路，可在输入电路发 生故障时不影响整个变流器的牵引功率，有效地提高牵引变流器的工作可靠性。同时，本技术提供的牵引变流器可同时驱动两个或两个以上牵引电机运转。较现有牵引变流器，本技术具有较高的电路集成度和驱动效率。采用本技术提供的牵引变流器实现的电力机车牵弓I系统主电路，其整体结构更加紧凑，且工作可靠性更高。附图说明图I为现有电力机车牵引系统主电路的电路原理图；图2为本技术提供的牵引变流器实施例的结构原理图；图3为本技术提供的牵引变流器实施例的电路原理图；图4采用本技术提供的牵引变流器实施例实现的电力机车牵引系统主电路的一具体实例的结构原理图；图5为图4所示电力机车牵引系统主电路实例的电路原理图。具体实施方式如图2和3所示，本技术提供的牵引变流器实施例的结构原理图和电路原理图。如图所示，本实施例所述的牵引变流器包括输入电路I、第一整流电路2、第二整流电路9、中间直流电路3、第一逆变器401、第二逆变器402、第三逆变器403和备用输入电路8。所述的输入电路I、第一整流电路2和中间直流电路3依次连接。所述的第一逆变器401、第二逆变器402和第三逆变器403的直流输入端均与所述的中间直流电路3的直流输出端相连。所述备用输入电路8、第二整流电路9与所述中间直流电路3依次连接。本实施例中所述的备用输入电路8只有在所述输入电路I出现电气故障时才工作。在实际的电力机车上应用时，备用输入电路8同输入电路I之间的切换控制可通过电力机车的牵引控制单元来实现，即当所述牵引控制单元监测到所述输入电路I发生故障时发出控制指令，以使备用输入电路8开始工作，向所述中间直流电路3输出直流电。本实施例通过采用备用输入电路这样的冗余设计，能够有效的提高牵引变流器的工作可靠性；即在输入电路发生故障时，由备用输入电路继续工作，不会完全影响整个变流器的牵引功率。另外，本实施例提供的牵引变流器可同时驱动两个或两个以上牵引电机运转。较现有牵引逆变器，本实施例具有较高的电路集成度和驱动效率。采用本实施例提供的牵弓I变流器实现的电力机车牵弓I系统主电路，其整体结构更加紧凑，且工作可靠性更高。这里需要说明的是本实施例仅示出了中间直流电路的直流输出端连接有三个逆变器的情况，本技术所述的牵引变流器中的所述中间直流电路连接的逆变器的数量不仅限于此，可以是一个、两个，或是更多。但在实际应用中，所述的牵引变流器中所述中间直流电路连接的逆变器个数应依据实际的牵引电机驱动功率需求来设定。基于目前的电力机车在实际工作时所需的驱动功率，同时考虑到电力机车牵引系统主电路的结构体积，本技术中所述的牵引变流器连接的所述逆变器优选为三个。上述实施例中，所述输入电路I具体可以是如图3中所示的电路结构。如图中所示，所述输入电路I由预充电电阻102、预充电接触器103、主接触器108和电流传感器106构成。其中，所述预充电电阻102的一端与所述输入电路I的第一输入端101相连，所述预充电电阻102的另一端与所述预充电接触器103的一接线端相连。所述预充电接触器103的另一接线端与所述输入电路I的第一输出端104相连。所述主接触器108串联在所述输入电路I的第一输入端101和第一输出端104之间。所述电流传感器106串联在所述输入电路I的第二输入端107和第二输出端105之间。该输入电路实施例中所述电流传感器可用于实时监测所述输入电路中流经的电流值。在实际应用中，该电流传感器的电流信号输出端可与电力机车的牵引控制单元的信号输入端连接。牵引控制单元可依据接收到的电流信号判断出输入电路是否出现故障，若出现故障牵引控制单元发出控制指令以使备用输入电路开始工作。 上述输入电路实施例的工作原理是牵引变流器开始工作，首先启用输入电路1，此时只有预充电接触器103闭合。预充电电阻102为中间直流电路中的支撑电容器充电。当该支撑电容器的电量达到预设值后，预充电接触器103开启，主接触器108闭合，输入电路I传输经牵弓I变压器次边绕组输入的交流电至整流电路。采用上述结构的输入电路可有效避免合闸瞬间，中间直流电路由于支撑电容器电流不能突变所造成的大电流冲击。当输入电路处于正常工作状态时，备用输入电路中的预充电接触器和主接触器均处于断开状态。只有当输入电路发生故障时，牵引控制单元再依据牵引变流器的实际工作状态控制预充电接触器或主接触器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牵引变流器，其特征在于，包括：输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中，所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连；所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种牵引变流器，其特征在于，包括输入电路、第一整流电路、第二整流电路、中间直流电路、至少一个逆变器和备用输入电路；其中， 所述输入电路、第一整流电路和中间直流电路依次连接；所述逆变器的直流输入端与所述中间直流电路的直流输出端相连； 所述备用输入电路、第二整流电路和中间直流电路依次连接。2.根据权利要求I所述的牵引变流器，其特征在于，所述输入电路主要由预充电电阻、预充电接触器、主接触器和电流传感器构成；其中， 所述预充电电阻的一端与所述输入电路的第一输入端相连，所述预充电电阻的另一端与所述预充电接触器的一接线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽辉，刘佳，王彬，马连凤，韩建宁，伍益民，
申请(专利权)人：永济新时速电机电器有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：