[实用新型]一种带动力切除装置的牵引变流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种牵引变流器，尤其是一种应用于电力机车交流传动系统的带动力切除装置的牵引变流器。

背景技术

交流传动是我国铁道牵引动力发展的一个重要方向。交—直—交电力机车中的牵引变流器根据机车运行的各种工况要求来调节电动机接线端的电流和电压波形，完成电网和牵引电动机之间的能量转换和传输，实现对电力机车牵引、再生制动的连续控制。因此牵引变流器是电力机车的心脏，它决定着电力机车能量的转换、传输，决定着机车的启动、牵引、制动等工况。因此作为电力机车的核心能量转换部件，牵引变流器设计的好坏直接决定了电力机车的运行工况。

目前大部分交—直—交电力机车采用动力集中的牵引方式（机车装设两台牵引变流器）。每台牵引变流器包含三重供电单元，每重供电单元均包含PWM可控整流器和PWM可控逆变器，PWM可控整流器将单相正弦交流电整定为恒定的直流电压源，PWM可控逆变器将恒定的直流电压源逆变为相位互差120°的三相交流电供给三台牵引电机。而车载运行环境相对地面静止环境在温度、振动、冲击和灰尘等诸多方面大不相同，且大部分货运电力机车重载长时间不间断运行。因此，牵引变流器中PWM可控整流器或逆变器中器件损坏或其他多种故障时有发生。当故障出现时，为保证供电单元安全，往往是封锁整个故障变流器，从而导致机车动力损失1/2。如若使电力机车处于单个牵引变流器饱和运行，重载时不可避免地出现击破，造成巨大损失。由此，将整个牵引变流器切除的处理方式会造成重大的机车运行问题，使电力机车运行可靠性和稳定性显著下降。

为了尽可能减少故障发生机率，大部分牵引变流器厂商都对IGBT可靠性能和其他器件要求非常苛刻，但是还是无法避免在长时间和恶劣环境下运行对器件的损耗。随着市场对大功率重载货运电力机车的需求与日俱增，对于电力机车动力要求和变流器的可靠、稳定性能的要求也越来越高。因此，研发一种当变流器发生故障时，能够将动力损失降低到最小，降低运行风险，增强电力机车抗故障能力的牵引变流器成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带动力切除装置的牵引变流器，该装置所描述的牵引变流器大大提高了电机的抗动力损失能力，减少了故障影响范围，更加适应复杂多变的环境和工况，最大限度地减少对器件可靠性的依赖，防止故障扩大带来不必要的损失。

本实用新型具体提供了一种带动力切除装置的牵引变流器的具体实施方式，一种带动力切除装置的牵引变流器，包括一重或一重以上的供电单元，供电单元包括PWM整流模块，中间直流回路和PWM逆变模块，在PWM整流模块和PWM逆变模块之间的中间直流回路设置有动力切除装置，动力切除装置包括动力切除开关，一重或一重以上供电单元的中间直流回路通过动力切除开关并联在PWM整流模块与PWM逆变模块之间。

当牵引变流器处于牵引工况时，单相工频电网电压经牵引变压器牵引绕组，通过PWM整流模块整流为直流电压，经过中间直流回路后再经PWM逆变模块逆变为三相VVVF电压供给牵引电机；当处于再生制动工况时，牵引电机发出的三相电压经PWM逆变模块，中间直流回路和PWM整流模块进行逆变和整流后通过牵引变压器，受电弓反馈回电网。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，一重或一重以上供电单元共用一个中间直流回路。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，动力切除装置的动力切除开关为常闭开关。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，带动力切除装置的牵引变流器包括三重供电单元，动力切除装置包括第一动力切除开关、第二动力切除开关和第三动力切除开关。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，PWM整流模块和PWM逆变模块采用IGBT全控型器件或采用GTO可控器件。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，供电单元包括充电短接模块，充电短接模块连接在PWM整流模块的前端。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，供电单元的中间直流回路包括支撑电容，支撑电容并联在PWM整流模块与PWM逆变模块之间。

作为本实用新型一种带动力切除装置的牵引变流器进一步的实施方式，中间直流回路包括电压检测电路和滤波电路，电压检测电路与滤波电路并联后再与动力切除装置串联。