[发明专利]一种针对牵引网特定高次谐波的整流抑制电路

说明书

技术领域

本发明属于电气化铁道技术领域，特别涉及了一种针对牵引网特定高次谐波的整流抑制电路。

背景技术

随着和谐型机车批量投入运用，网压品质受到严重影响。由于牵引网主体骨架是一段多导体传输线，本身固有分布参数特性，在一定频率下牵引网并联分布电容和串联分布阻抗与变压器阻抗和电源阻抗发生某种形式的谐振是必然的。和谐型交流传动电力机车由于大功率的变频器、驱动变频器的阻抗、开关频率和寄生参数，使得牵引供电系统中增加了高次谐波，这些高次谐波含有率不高，但当高次谐波频率与供电系统谐振点相等或相近，并且达到一定幅值时，该频率的电压、电流就会被放大，放大的谐波电压叠加在基波幅值上，引起牵引供电系统高频谐振，使得接触网电压超过高压电器设备的安全工作范围，影响系统的安全和稳定。牵引网上可能存在的高次谐波谐振容易造成列车停车事故，危害供电设备的安全运行，严重影响铁路的正常运输秩序。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种针对牵引网特定高次谐波的整流抑制电路，有效抑制牵引网的特定高次谐波谐振。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种针对牵引网特定高次谐波的整流抑制电路，包括LC谐振电路，整流电路、滤波电容、滤波电阻、开关管以及并联电阻，所述LC谐振电路包括若干条相互并联的LC串联谐振支路，各LC串联谐振支路分别对应牵引网出现的各高次谐波，LC谐振电路的输入端接入接触网，整流电路的正输入端连接LC谐振电路的输出端，整流电路的负输入端连接钢轨，开关管的集电极连接整流电路的正输出端，开关管的基极连接取电模块，并联电阻的两端分别连接开关管的集电极和发射极，滤波电容的两端分别连接开关管的发射极和整流电路的负输出端，滤波电阻与滤波电容并联。

基于上述技术方案的优选方案，设牵引网出现n次谐波，n≥2，则在LC谐振电路中，与该n次谐波对应的LC串联支路的参数为：

上式中，L、C分别为LC串联谐振支路中的电感和电容，f为基波频率。

基于上述技术方案的优选方案，所述整流电路采用桥式整流电路。

基于上述技术方案的优选方案，所述开关管采用IGBT管。

基于上述技术方案的优选方案，所述滤波电容的电容值为100μF，滤波电阻的阻值为10Ω，并联电阻的阻值为200Ω。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本发明设计的整流抑制电路可以一直接在牵引网中，开关管开通，特定高次谐波通过LC串联支路构成的陷阱进入整流抑制电路，消除牵引网中的谐振，电网不会发生过冲；开关管不开通，并联在开关管上的并联电阻接入电路中，该电阻电阻值较大，则抑制装置中电流很小，保证滤波电路损耗较小，接近无损滤波。而当牵引网出现多个高次谐波时，可以将不同取值的LC串联支路进行并联，让多个高次谐波都进入整流抑制电路。被治理的供电区段供电质量将得到显著改善，避免发生电气谐振现象，变电所的低压供电质量也将得到显著提高。

附图说明

图1是本发明的基本电路图；

图2是本发明实施例的电路图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，一种针对牵引网特定高次谐波的整流抑制电路，包括LC谐振电路，整流电路、滤波电容C₀、滤波电阻R₀、开关管以及并联电阻R₁。LC谐振电路的输入端接入接触网，整流电路的正输入端连接LC谐振电路的输出端，整流电路的负输入端连接钢轨，开关管的集电极连接整流电路的正输出端，开关管的基极连接取电模块，并联电阻的两端分别连接开关管的集电极和发射极，滤波电容的两端分别连接开关管的发射极和整流电路的负输出端，滤波电阻与滤波电容并联。其中，整流电路采用桥式整流电路(由图中的D₁-D₄构成)，开关管采用IGBT管。滤波电容C₀＝100μF，滤波电阻R₀＝10Ω，并联电阻R₁＝200Ω。

牵引网中出现高次谐波，IGBT开关管开通。电容C和电感L构成LC谐振电路，使牵引网中特定高次谐波通过这个陷阱，此时通过桥式整流谐波抑制装置进行滤波。不工作时，IGBT开关管关断，并联在IGBT开关管上的电阻R₁接入电路，该电阻值是并联在滤波电容上电阻电阻值的二十倍，则抑制装置中电流很小，保证滤波电路损耗较小。