一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種回饋裝置，尤其是一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，因城市軌道交通機車制動時產(chǎn)生大量的制動能量，這一部分能量會直接導(dǎo)致牽引網(wǎng)壓過高，現(xiàn)階段逐步應(yīng)用的再生制動裝置，只能起到制動能量的回饋作用，如機車在牽引狀態(tài)時，不能起到整流作用，投資大且設(shè)備利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置。通過在中壓環(huán)網(wǎng)與直流牽引網(wǎng)之間設(shè)置牽引變壓器、二極管整流器，PWM四象限變流器和控制模塊解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的交通制動系統(tǒng)不能實現(xiàn)能量雙向流動而產(chǎn)生的投資大、設(shè)備利用率低且浪費能源的技術(shù)問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其特征在于:牽引變壓器通過高壓開關(guān)連接在中壓環(huán)網(wǎng)上，在牽引變壓器的另一端連接有二極管整流器和PWM四象限變流器，PWM四象限變流器與牽引變壓器之間連接有隔離變壓器，PWM四象限變流器的直流側(cè)并聯(lián)穩(wěn)壓電容之后與二極管整流器的直流側(cè)并聯(lián)，并聯(lián)后接入直流電抗器之后連接到直流牽引網(wǎng)中，在PWM四象限變流器上還連接有控制模塊。
[0005]牽引變壓器下設(shè)置有一主一備兩套二極管整流器和PWM四象限變流器。
[0006]所述的二極管整流器由不可控二極管采用三相全橋結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成。
[0007]所述的PWM四象限變流器由三相絕緣柵晶體管IGBT采用三相全橋結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成。
[0008]所述的控制模塊中包括有逆變回饋系統(tǒng)中央控制器，在逆變回饋系統(tǒng)中央控制器的信號輸入端連接有牽引網(wǎng)電壓監(jiān)測模塊、牽引網(wǎng)電流監(jiān)測模塊、環(huán)網(wǎng)電壓監(jiān)測模塊和故障診斷模塊，在逆變回饋系統(tǒng)中央控制器的信號輸出端依次連接有逆變回饋機組和PWM四象限變流器，PWM控制器和多重化控制器分別連接在PWM四象限變流器上，PWM控制器和多重化控制器控制PWM四象限變流器。
[0009]本實用新型的有益效果在于:本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的交通制動系統(tǒng)不能實現(xiàn)能量雙向流動而產(chǎn)生的投資大、設(shè)備利用率低且浪費能源的技術(shù)問題，通過在中壓環(huán)網(wǎng)與直流牽引網(wǎng)之間設(shè)置牽引變壓器，二極管整流器和PWM四象限變流器，使城市軌道交通機車車輛在制動時所產(chǎn)生的多余制動能量可以回饋給中壓電網(wǎng)，起到節(jié)約能源的目的。同時，在負(fù)載突然增大導(dǎo)致牽引網(wǎng)壓下降時，PWM四象限變流器正向運行，與二極管整流器并聯(lián)運行于整流狀態(tài)，不僅提高了 PWM四象限變流器的利用率，同時可適當(dāng)減少二極管整流器的容量，起到節(jié)省投資的作用。
【附圖說明】
[0010]圖1:為本實用新型的能量流動示意圖。
[0011]圖2:為本實用新型的整流及再生逆變回饋裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3:為圖2中PWM四象限變流器的主電路結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4:為本實用新型的控制模塊結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)描述。
[0015]如圖2-3所示的一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，結(jié)構(gòu)為:牽引變壓器3通過高壓開關(guān)2連接在中壓環(huán)網(wǎng)I上，在牽引變壓器3的另一端連接有二極管整流器4和PWM四象限變流器5，PWM四象限變流器5與牽引變壓器3之間連接有隔離變壓器6，PWM四象限變流器5的直流側(cè)并聯(lián)穩(wěn)壓電容7之后與二極管整流器4的直流側(cè)并聯(lián)，并聯(lián)后接入直流電抗器8之后連接到直流牽引網(wǎng)中。在所述的牽引變壓器3下設(shè)置有一主一備兩套二極管整流器4和PWM四象限變流器5。二極管整流器4由不可控二極管采用三相全橋結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成，PWM四象限變流器5由三相絕緣柵晶體管IGBT采用三相全橋結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成。
[0016]如圖3所示的PWM四象限變流器的主電路結(jié)構(gòu)圖，其工作在逆變狀態(tài)下時，在31導(dǎo)通時S4斷開,節(jié)點a接至直流牽引網(wǎng)正端,U an=Udc:/2;反之，當(dāng)S 4導(dǎo)通時S工斷開,節(jié)點a接至直流牽引網(wǎng)負(fù)端，Um=_Udc/2。同樣地，b結(jié)點和c結(jié)點也上下兩開關(guān)的通斷情況決定各自的電位。A相的輸出相電壓為兩電平，B、C兩相同樣也為兩電平。
[0017]裝置能量流動示意圖如圖1所示，在正常牽引工況下，牽引變電所從中壓環(huán)網(wǎng)I取能，經(jīng)整流機組后饋送至直流牽引網(wǎng)，機車從直流牽引網(wǎng)獲取能量。在牽引網(wǎng)壓較低，以PWM四象限變流器5為核心的逆變回饋裝置可以起到輔助整流器的作用。由于PWM四象限變流器5的可控性，可設(shè)置其調(diào)節(jié)特性使直流側(cè)網(wǎng)壓穩(wěn)定到目標(biāo)值。在制動工況下，當(dāng)機車回饋至牽引網(wǎng)的能量不能完全被其他列車吸收時，牽引網(wǎng)壓高于設(shè)定值，逆變回饋裝置啟動，二極管硅整流器退出運行，能量流動方向為機車、直流牽引網(wǎng)、逆變回饋機組、中壓環(huán)網(wǎng)，系統(tǒng)工作在逆變狀態(tài)。
[0018]如圖4所示，在PWM四象限變流器5上還連接有的控制模塊9?？刂颇K9檢測和控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如圖4所示的控制模塊9中包括有逆變回饋系統(tǒng)中央控制器10，在逆變回饋系統(tǒng)中央控制器10的信號輸入端連接有牽引網(wǎng)電壓監(jiān)測模塊11、牽引網(wǎng)電流監(jiān)測模塊12、環(huán)網(wǎng)電壓監(jiān)測模塊13和故障診斷模塊14，在逆變回饋系統(tǒng)中央控制器10的信號輸出端依次連接有逆變回饋機組15和PWM四象限變流器5，PWM控制器16和多重化控制器17分別連接在PWM四象限變流器5上，PWM控制器16和多重化控制器17控制PWM四象限變流器5。裝控制模塊9能夠?qū)崿F(xiàn)制動能量的饋網(wǎng)、起到輔助整流器作用，逆變回饋系統(tǒng)中央控制器10負(fù)責(zé)信號的處理與逆變回饋裝置投入切除指令動作的給出，其控制系統(tǒng)根據(jù)逆變回饋系統(tǒng)中央控制器10的指令信號實現(xiàn)逆變回饋機組的整流與逆變工況切換?？刂颇K9在工作時，根據(jù)牽引網(wǎng)檢測到的電壓、電流等信息，判斷機車運行狀態(tài)及功率流向，當(dāng)牽引網(wǎng)壓高于逆變機組設(shè)定的啟動值時，逆變回饋系統(tǒng)中央控制器10給出指令，機組進入逆變狀態(tài)，變流器控制單元控制PWM四象限變流器5工作在逆變工況；當(dāng)網(wǎng)壓低于設(shè)定值或功率正向(以網(wǎng)側(cè)流向牽引側(cè)為正)流動時，退出逆變回饋機組。當(dāng)負(fù)載增大導(dǎo)致牽引網(wǎng)壓低于設(shè)定值時，逆變回饋機組進入整流狀態(tài)，與二極管整流器4組分擔(dān)負(fù)荷；負(fù)載減小后，退出逆變回饋機組。
【主權(quán)項】
1.一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其特征在于:牽引變壓器(3)通過高壓開關(guān)(2)連接在中壓環(huán)網(wǎng)(I)上，在牽引變壓器(3)的另一端連接有二極管整流器(4)和PWM四象限變流器(5)，PWM四象限變流器(5)與牽引變壓器(3)之間連接有隔離變壓器(6)，PWM四象限變流器(5)的直流側(cè)并聯(lián)穩(wěn)壓電容(7)之后與二極管整流器(4)的直流側(cè)并聯(lián)，并聯(lián)后接入直流電抗器(8)之后連接到直流牽引網(wǎng)中，在PWM四象限變流器(5)上還連接有控制模塊(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其特征在于:牽引變壓器(3)下設(shè)置有一主一備兩套二極管整流器(4)和PWM四象限變流器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其特征在于:所述的二極管整流器(4)由不可控二極管采用三相全橋結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其特征在于:所述的PWM四象限變流器(5)由三相絕緣柵晶體管IGBT采用三相全橋結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其特征在于:所述的控制模塊(9)中包括有逆變回饋系統(tǒng)中央控制器(10)，在逆變回饋系統(tǒng)中央控制器(10)的信號輸入端連接有牽引網(wǎng)電壓監(jiān)測模塊(11)、牽引網(wǎng)電流監(jiān)測模塊(12)、環(huán)網(wǎng)電壓監(jiān)測模塊(13)和故障診斷模塊(14)，在逆變回饋系統(tǒng)中央控制器(10)的信號輸出端依次連接有逆變回饋機組(15)和PWM四象限變流器(5)，PWM控制器(16)和多重化控制器(17 )分別連接在PWM四象限變流器(5 )上，PWM控制器(16 )和多重化控制器(17 )控制PWM四象限變流器(5)。
【專利摘要】一種城市軌道交通整流及再生制動逆變回饋裝置，其結(jié)構(gòu)為：牽引變壓器通過高壓開關(guān)連接在中壓環(huán)網(wǎng)上，在牽引變壓器的另一端連接有二極管整流器和PWM四象限變流器，PWM四象限變流器與牽引變壓器之間連接有隔離變壓器，PWM四象限變流器的直流側(cè)并聯(lián)穩(wěn)壓電容之后與二極管整流器的直流側(cè)并聯(lián)，并聯(lián)后接入直流電抗器之后連接到直流牽引網(wǎng)中，在PWM四象限變流器上還連接有控制模塊。本實用新型通過在中壓環(huán)網(wǎng)與直流牽引網(wǎng)之間設(shè)置牽引變壓器，二極管整流器、PWM四象限變流器和控制模塊，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的軌道交通制動系統(tǒng)不能實現(xiàn)能量雙向流動而產(chǎn)生的投資大、設(shè)備利用率低且浪費能源的技術(shù)問題。
【IPC分類】H02M7-797, H02J3-38
【公開號】CN204333980
【申請?zhí)枴緾N201520056485
【發(fā)明人】欒桂海, 陳彬, 阮波, 翟永強, 凌皓
【申請人】沈陽鐵道勘察設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月28日