[发明专利]电力变流器、牵引链以及相关的电力运输车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力变流器，该电力变流器被配置为将第一电力转换为第二电力。

本发明还涉及一种用于电力运输车辆的牵引链(也被称为传动系)，牵引链包括电动机和连接到电动机上的该电力变流器。

本发明还涉及一种电力运输车辆(例如铁路车辆)，该电力运输车辆包括配置为该引起车辆运动的牵引链。

电力变流器包括两个与第一电力联接的第一端子，至少一个与第二电力联接的第二端子以及P个切换臂，其中，P为大于或等于1的整数。每个切换臂包括在两个第一端子之间串联连接并且在中点处彼此连接的两个切换半臂。中间点连接到单独的第二端子上。每个切换半臂包括并联连接的N个切换半支路，其中，N为大于或等于2的整数。每个切换半支路包括开关。

本发明适用于运输领域，并特别适用于铁路运输，尤其是诸如铁路机车或电力轨道车之类的电力牵引车辆。

背景技术

从文献US 2013/0039100 A1中已知前述类型的电力变流器。电力变流器是能够将直流电转换为三相交流电以向三相电动机供电的换流器。电力变流器包括两个与直流电联接的第一端子，三个与三相交流电联接的第二端子以及三个切换臂。每个切换臂包括在两个第一端子之间串联连接并且在中间点处彼此连接的两个切换半臂。中间点连接到各第二端子上。

每个切换半臂包括并联连接的两个切换半支路或者三个切换半支路，这分别取决于所考虑的实施例。每个切换半支路包括开关，该开关包括晶体管以及与该晶体管反向并联连接的二极管。

电力变流器还包括用于三个切换臂的控制单元。控制单元被配置为将一个臂相对于其它臂进行相移，从而在电力变流器的输出处输出三相交流电。

然而，切换臂的切换操作并不总是最佳的。

发明内容

因此，本发明旨在提出一种电力变流器，以使得能够对每个切换臂内的切换进行改进。

为此，本发明涉及一种前述类型的电力变流器，其中，所述电力变流器还包括2×P个控制模块，每个控制模块配置为控制单独的切换半臂的所述开关，每个控制模块包括针对每个单独的开关的输出端子，每个输出端子配置为向所述单独的开关输送控制信号。

根据本发明的电力变流器包括针对每个切换半臂的控制模块，每个控制模块配置为控制单独的切换半臂的开关，每个控制模块包括针对每个单独的开关的一对输出端子，每对输出端子则能够向所述单独的开关输送特定的控制信号。

根据本发明的电力变流器因此使得能够向每个单独的开关输送特定的控制信号，以使得能够改进每个切换臂内的切换。

根据本发明的其他有利方面，电力变流器包括以下特征中的一个或更多个，所述特征可被单独地或根据所有技术上的可能组合进行考虑：

-至少一个控制模块被进一步配置为对单独的切换半臂的开关的切换操作进行同步；

-能够对单独的切换半臂的开关的切换操作进行同步的每个控制模块配置为基于预定切换延迟控制所述开关的控制信号的输送，预定切换延迟与所述切换半臂的每个开关相关；

-电力变流器包括针对每个开关的单独的控制环，每个控制环连接在单独的输出端子和对应的开关之间，并且包括两个电容器和两个切换部件以将对应的开关切换到断开状态和闭合状态中的一个状态；

-至少一个开关是双路开关；

-每个双路开关包括晶体管以及与晶体管反向并联的二极管；

-至少一个晶体管是由碳化硅制成的；

-至少一个晶体管是场效应晶体管；

优选地，为绝缘栅场效应晶体管；

-切换臂的数量P等于3；以及

-数量N等于3。

本发明还涉及一种用于电力运输车辆的牵引链，牵引链包括电动机和连接到电动机上的电力变流器，电力变流器如上文所限定的。

本发明还涉及一种电力运输车辆(例如铁路车辆)，电力运输车辆包括配置为引起车辆运动的牵引链，牵引链如上文所限定的。

附图说明

通过阅读以下仅作为非限定性示例提供并参照附图进行的描述将更好地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1为诸如铁路车辆之类的电力运输车辆的示意图，该电力运输车辆包括牵引链，牵引链包括电动机以及连接到该电动机上的电力变流器；

图2为图1中的电力变流器的示意图，该变流器被配置为将第一电力转换为第二电力，并且该变流器包括两个与第一电力联接的第一端子、三个与第二电力联接的第二端子以及在两个第一端子之间并联连接的三个切换臂；以及

图3为图2中的切换臂之一的示意图。