[发明专利]用于谐波电流的有源补偿的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于主电流的谐波电流的有源补偿的装置，该主电流属于变 换器的输入电路的并联分支，所述装置包括：

源电流传感器；

电流发生器，适于根据由电流传感器测量的谐波电流的强度在变换器的 输入端注入电流。

背景技术

在铁路领域、特别是从悬链线供电的电力牵引车辆，电流经由轨道返回。 这就有必要对除了供发动机使用的主电流之外的输入电流强度加以限制。特 别地，就经由轨道传输的信令信号而言，在车辆由直流供电时其频率一般为 50Hz，牵引车辆有必要至少对50Hz的频率有高的输入阻抗。

当牵引车辆的供电电流是交流电时有同样的约束条件，其中交流电的频 率可以为例如50Hz，信令信号以不同于50Hz的其它频率在轨道上传输，比 如，75Hz。

已知可以在牵引车辆上放置大的线圈使得在直流供电的情况下对至少 50Hz的频率能够增加输入阻抗。这些线圈体积很大并且其中存储的能量也 非常可观，虽然这些能量并不被使用。此外，线圈消耗了很多能量，通常能 达到几千瓦的量级。

为了避免使用这些线圈，可以求助于有源补偿装置。

第一解决方案包括在变换器的输入端串联一个与输入电压相等的负电 压。相似地，可以给变换器并联一个电流发生器，该电流发生器适合在不同 于源电流频率的频率下产生与进入变换器的电流符号相反的电流。

这些解决方案的缺点是需要一个在高频起作用的极其复杂的逻辑控制 开关部件并且还会产生干扰。

发明内容

因此，本发明的目标是提出一种用于主电流的谐波电流有源补偿的装 置，该装置易于操作并限制了干扰的产生。

至此，本发明的主题是上述类型的有源补偿装置，其特征在于电流发生 器适于在变换器的输入端产生和注入除了谐波电流之外的电流，其中所述电 流比由所述电流传感器测量的谐波电流大k倍，其中k是正值。

根据特定的实施方式，所述补偿装置包括一个或多个以下特征：

电流发生器适于在变换器的输入端产生和注入电流，该电流与电流传感 器测量的谐波电流的强度成比例；

电流传感器根据连续应用只测量所述电流中除主要直流分量之外的交 流分量，或测量交流电流；

电流传感器适于从测量中排除频率等于与电源频率相对应的预定频率 的电流；

电流传感器包括陷波电路；

电流发生器包括A级放大器；

所述放大器包括晶体管、直流偏振源以及把所述晶体管连接到偏振电压 发生器的解耦线圈；

电流发生器包括前置放大器，该前置放大器把电流传感器连接到晶体 管，实现的增益比用电阻把晶体管接地的情况大k倍；以及

电流发生器包括B级放大器。

本发明还有一个主题是用于轨道牵引车辆的牵引系统，包括：至少一个 电动机、由电流拾取装置供电并且在电流拾取装置和变换器之间并联设置的 电源变换器，以及上述用于谐波电流有源补偿的装置。

附图说明

下面的单以实施例的方式提供的描述结合参考附图可以使本发明更清 楚，附图中：

图1是根据本发明的电动机车的电源电路结构图；

图2是图1的电路的工作原理图；

图3是与图1一致的替换实施方式的视图；以及

图4是与图1一致的以交流电工作的实施方式的视图。

具体实施方式

图1显示了轨道牵引车辆的牵引系统12，诸如火车机车或一组车厢中的 电动车厢。

牵引系统12包括从电流拾取装置18供电的电源电路16和用于推进车 辆的发动机组件20，发动机靠电源电路16供电。

更详细地，电流拾取装置18包括受电弓22，该受电弓用于给电源线23 供电并拾取置于轨道上的悬链线24中的直流电。在悬链线的直流电压为例 如1.5kV或3kV。传导轮26与铁路轨道接触，实现电流回流和电路的闭合。 它连接到电路的地线27。

发动机20为例如从变换器28供电的三相交流电机。变换器适于在它的 输入端28A、28B接收直流电并把从悬链线流入的电源直流电转换为适合电 源的三相交流电。

例如，变换器可以装备有PWM型调节系统，PWM也就是脉冲宽度调 制。