[发明专利]能馈式牵引供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力机车的牵引供电技术，尤其涉及一种具有能量回馈功能的能馈式牵引供电装置。

背景技术

目前，电力机车，特别是城市轨道列车普遍采用直流供电，通过变电所的牵引供电装置为列车供电，牵引供电装置采用12或24脉波二极管整流机组将交流电网的交流电转换成直流电为列车的直流牵引网供电，现有的二极管整流机组的直流输出电压不可控且电压波动范围大；并且，二极管整流机组能量只能由交流侧向直流侧单向传输，列车再生制动时的制动能量不能回馈交流电网，需用制动电阻消耗多余能量，造成能源的浪费。

申请号为200810103678.7的中国专利文献，公开了一种混合式牵引供电装置及控制方法，采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)整流机组与二极管整流机组并联，充分利用二极管整流机组简单可靠、过载能力强，以及PWM整流机组能量双向流动，功率因数可调的优点，既能改善直流电网电压稳定性，提高供电品质，同时也能实现列车制动能量回馈交流电网，避免制动能量在制动电阻上消耗，节约能量。

但是，上述技术方案中，如果二极管整流机组和PWM整流机组输入的交流电压相同，则PWM整流机组输出的直流电压比二极管整流机组输出的直流电压大，因而需要对二极管整流机组和PWM整流机组分别配置变压器，导致设备成本较高，同时该变压器的安装需要占用很大空间，使得实际工程应用受到很大限制。

发明内容

本发明提供一种能馈式牵引供电装置，以解决现有技术中能馈式牵引供电装置需要配置专用变压器，设备成本高且安装空间大的技术缺陷。

本发明提供一种能馈式牵引供电装置，包括变压器、二极管整流机组和PWM整流机组，该能馈式牵引供电装置还包括双向DC-DC变换器；所述变压器的数量为一个；

所述变压器的原边三相绕组用于与交流电源连接，所述变压器的两个副边三相绕组分别与所述二极管整流机组和PWM整流机组的交流侧连接；

所述双向DC-DC变换器与所述二极管整流机组和PWM整流机组的直流侧连接，用于调整直流侧的输出电压。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述原边三相绕组为三角形连接，所述两个副边三相绕组分别为三角形连接和星形连接。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述双向DC-DC变换器包括半桥电路、滤波电感和滤波电容；所述滤波电感与所述半桥电路的中点连接，所述滤波电容与所述半桥电路的中点和正极连接；

所述半桥电路的正极和负极与所述PWM整流机组的直流侧连接，所述半桥电路的中点和负极与所述二极管整流机组的直流侧连接。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述二极管整流机组包括两个并联的二极管整流器且分别与所述两个副边三相绕组连接。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述二极管整流器包括三组二极管整流单元；

每组二极管整流单元包括两个串联的二极管单元；

每组二极管整流单元的中点与交流侧的交流母线连接，每组二极管整流单元的正极和负极与直流侧的直流母线连接。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述二极管单元包括多个并联的二极管且每个二极管串联有熔断器。如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流机组包括两个并联的PWM整流器且分别与所述两个副边三相绕组连接。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流器包括三组功率器件；每组功率器件包括两个串联的功率模块；

每组功率器件的中点与交流侧的交流母线连接，每组功率器件的正极和负极与直流侧的直流母线连接。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流器还包括交流滤波电容和交流滤波电感；

所述交流滤波电容并联在交流侧的交流母线上，所述交流滤波电感分别串联交流侧的交流母线上。

如上所述的能馈式牵引供电装置，所述PWM整流器还包括直流支撑电容和直流熔断器；所述直流支撑电容并联在直流侧的直流母线上，所述直流熔断器串联在直流侧的直流母线上。

本发明提供的能馈式牵引供电装置，通过双向DC-DC变换器实现二极管整流机组和PWM整流机组共用一个变压器，可以减少变压器的数量，降低能馈式牵引供电装置的成本，并且能够减小安装空间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的能馈式牵引供电装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的变压器的示意图；

图3为本发明实施例提供的二极管整流器的主电路示意图；