[发明专利]降压装置及由装有此装置的单相电网供电的异步牵引系统

说明书

本发明一般说来涉及的是单相电网供电的异步牵引系统，特别涉及了降压装置以及涉及由装有该降压装置的单相电网供电的异步牵引系统：

依据现有技术状态，单相电网供电的异步牵引系统主要是借助于可控制牵引电动机的电压变换器(逆变器)以及强制转换单相整流器，它可输出作为变换器电压源的中间直流电压。

这些现有技术的牵引系统，只能够通过调整变换器和单相整流器的桥臂来保持它们中间直流电压的稳定。

在某些应用中，牵引系统必须同时在几个直流和交流供电网的作用下才能运行，例如在3000v供电电压和直流下。

在这样一些应用中，变换器和单相整流器不能直接与直流高压相连。其中一种已知的解决方法是通过重新调配整流器的桥臂以便得到串并联(混联)的振荡式变流器(斩波器)，目的是在3000v的供电压下重新调节成同样的中间直流电压，它可在单相供电下向牵引变换器供电。

其中一种实施以上解决方法的途径是通过利用机电的方法调整电路改变功率或通过采用平波电抗器的方法来完成的。

有时也可以用单相牵引变压器的副边绕组来代替电抗器。

这些已知方法的共同缺陷在于需要许多中间电压。

这些中间电压还不是相对于同一电位。

举例来说：其中一个中间电压直接与供电电压的正极接线柱相连接。其直接导致的结果是，在此中间电压下游方的所有设备都必须具有耐压绝缘设计，例如承受3000v，相对接地而言的，或者根据IEC标准，须具有9500v(rms)，50HZ的承受能力。

该绝缘规格的负荷要求从绝缘线路的距离角度考虑应留有余量，而且还要增强半导体冷却系统的热阻。

本发明的目的是：在单相电网供电的异步牵引系统中所使用的降压装置，它不需要许多中间电压。

本发明降压装置的主旨是仅形成一个中间直流电压。

中间直流电压值约相当于输入电压的一半。

中间直流电压是通直流电式地或其它方式与供电电网相隔离的。

依照本发明，降压装置的特点在于：至少有一对强制整流的单相整流器，连接到主牵引变压器的副边绕组上，产生于直流电网的功率通过上述主牵引变压器传输，上述的能量在副边绕组上得以回收，其方法是通过采用强制转换的整流器，它以受控升压整流器方式进行整流的，上述其他的强制转换单相整流器通过同步的方法以电压变换器形式进行整流，上述主变压器T的原边绕组处于开路状态。

根据本发明的第一种优选实施方案，本发明降压装置至少具有一种下述特征：

第一个和第二个强制转换单相整流器分别向主牵引变压器的第一个和第二个副边绕组提供电压，上述第一个和第二个单相整流器通过同步方法按全波电压变换器形式进行整流，并分别提供供电电压给上述牵引变压器的所述第一个和第二个副边绕组，同时第三个强制转换单相整流器以受控升压受控整流器方式整流并通过所述主牵引变压器的第三个副边绕组提供供电电压。

上述主牵引变压器的第一个，第二个和第三个副边绕组具有相同的匝数。

根据另一个优选实施方案，本发明的降压装置应满足以下特征，按照该特征，所述每对的上述第一及第二强制转换单相整流器都是串联安装的，每一对所述整流器都是通过输入电压供电的。上述的第一组单相整流器都以电压变换器同步方式整流并为上述第一个与之相连接的主牵引变压器的第一副边绕组提供供电电压，而上述第二组强制转换单相整流器按受控升压整流器方式工作，并由与之相连接的主牵引变压器的第二个副边绕组提供供电电压。

根据任一种优选的实施方案，本发明降压装置至少具有下述一种特征：

上述主牵引变压器的第一和第二副边绕组的供电是采用一定频率的方波交流电压的方式实现的，同时，主牵引变压器T的磁路是不饱和的。

上述单相整流器按受控升压整流器方式工作，调节其直流输出电压值至略高于输入电压值的一半。

最后，依据另一个特征，本发明涉及一种单相电网供电的异步牵引系统，它配有如上述的降压装置。

本发明降压装置的优点就在于无需再借助于串并混联的振荡式变流器。

本发明的其它目的、特征及优点将在下面通过阅读降压装置优选实施方案的说明及参照附图的描述进一步显示出来，图中的情况是：

图1所描述的是依照本发明主旨优选实施方案的降压装置电路图，本装置带有直流电绝缘结构。

图2所描述的是依照本发明降压装置实施方案的不含有直流电绝缘的电路图。

图3是图2中所描述的降压装置的扩展，其中降压装置由6个单相整流器组成。