[发明专利]一种电气化铁路地面自动过分相系统的变流装置

权利要求书

1.一种电气化铁路地面自动过分相系统的变流装置，其特征在于，包括：整流侧单相多绕组整流变压器T1(1)、一台逆变侧单相多绕组逆变变压器T2(3)和背靠背四象限变流器(2)；所述装置用于对接入的α相和β相牵引母线电源进行交-直-交变换，再为接触网电分相中性区段N供电；

其中，所述的整流侧单相多绕组整流变压器T1(1)原边设置有一个高压绕组AX，其中，AX绕组的A端子通过第一断路器与α相牵引母线连接，并通过第二断路器与β相牵引母线连接；次边设置有n个低压绕组a1x1、a2x2至anxn，以及1个高压绕组wx；其中，n为大于1的自然数；所述的逆变侧单相多绕组逆变变压器T2(3)原边设置有n个低压绕组c1x1、c2x2至cnxn，次边设置有一个高压绕组CX；所述的次边高压绕组wx与次边高压绕组CX串联后合成电压给中性段N供电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述的背靠背四象限变流器(2)包括整流变换单元(4)、直流母线单元(5)和逆变变换单元(6)；

整流变换单元(4)和逆变变换单元(6)分别包括n个功率模块，每个功率模块均采用相同的H桥变换电路；

整流变换单元(4)的n个H桥功率模块的交流端与整流侧单相多绕组整流变压器T1(1)的a1x1、a2x2至anxn绕组的输出端连接；

逆变变换单元(6)的n个H桥功率模块的交流端与逆变侧单相多绕组逆变变压器T2(3)的c1x1、c2x2至cnxn绕组的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述的功率模块采用两电平H桥变换电路，每个功率模块的直流侧设置有一个正直流母线和一个负直流母线；

所述的正直流母线并联形成一个总的公共正直流母线，所述的负直流母线并联形成一个总的公共负直流母线。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述的功率模块采用三电平H桥变换电路，每个功率模块的直流侧设置有一个正直流母线、一个零电平直流母线和一个负直流母线；

所述的正直流母线并联形成一个总的公共正直流母线，所述的零电平直流母线并联形成一个总的公共零电平直流母线，所述的负直流母线并联形成一个总的公共负直流母线。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述的功率模块采用两电平H桥变换电路，所述的背靠背四象限变流器(2)包括n个电气上完全独立的背靠背四象限变流单元；

所述的变流单元包括一个整流功率模块和一个逆变功率模块，每个功率模块的直流侧设置有一个正直流母线和一个负直流母线；

所述的正直流母线并联形成一个总的公共正直流母线，所述的负直流母线并联形成一个总的公共负直流母线。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述的功率模块采用三电平H桥变换电路，所述的背靠背四象限变流器(2)包括n个电气上完全独立的背靠背四象限变流单元；

所述的变流单元包括一个整流功率模块和一个逆变功率模块，每个功率模块的直流侧设置有一个正直流母线、一个零电平直流母线和一个负直流母线；

所述的正直流母线并联形成一个总的公共正直流母线，所述的零电平直流母线并联形成一个总的公共零电平直流母线，所述的负直流母线并联形成一个总的公共负直流母线。

7.根据权利要求3或5所述的装置，其特征在于，

所述功率模块采用基于IGBT的两电平H桥变换电路，所述基于IGBT的两电平H桥变换电路主要由支撑电容(61)、IGBT及反并联二极管(62)、电流传感器(63)和输出熔断器(64)组成。

8.根据权利要求4或6所述的装置，其特征在于，

所述功率模块采用基于IGBT或IGCT的三电平H桥变换电路；

所述基于IGBT的三电平H桥变换电路主要由支撑电容(71)、箝位二极管(72)、IGBT及反并联二极管(73)、电流传感器(74)和输出熔断器(75)组成；

所述基于IGCT的三电平H桥变换电路主要由吸收电容(81)、DC-LINK环节限流电感(82)、DC-LINK环节二极管(83)、DC-LINK环节电阻(84)、箝位二极管(85)、IGCT及反并联二极管(86)、电流传感器(87)和输出熔断器(88)组成。