[发明专利]牵引变流器的预充电回路及控制方法

说明书

本发明涉及一种牵引变流器的预充电回路及控制方法,所述预充电回路包括分别与牵引变压器的二次侧绕组连接的第一重预充电电路和第二重预充电电路、与所述第一重预充电电路串联连接的第一重四象限整流器模块以及与所述第二重预充电电路串联连接的第二重四象限整流器模块，所述第一重四象限整流器模块的输出端与中间直流电压回路输入端的第一中间直流支撑电容FC11连接，所述第二重四象限整流模块的输出端与中间直流电压回路输入端的第二中间直流支撑电容FC12连接。本发明设有两重预充电电路，同时使两重四象限整流器模块共用一个中间直流电压回路的母线，使牵引变流器具备单重四象限运行的硬件条件，牵引变流器的动力可用性得到提高，鲁棒性强。

技术领域

本发明属于轨道车辆牵引变流技术领域，涉及轨道车辆牵引变流器的预充电技术，具体地说，涉及一种牵引变流器的预充电回路及控制方法。

背景技术

牵引变流器内部中间直流环节设有大电容，若对电容充电电流不加限制，电容在通电初始阶段会产生比较大的充电电流。过大的电流可能会造成器件的损伤或破坏。因此，牵引变流器通常采用一套预充电电路，牵引变流器预充电时，先利用接触器将预充电电阻接入充电回路，将充电电流限制在一个可控、合理的范围内，充电结束后，再将预充电电阻隔离。

短编(典型为4编)城际动车组服务于相邻城市群，具有起停速度快，发车密度可调性大，编组形式灵活多变等特点。但是，由于短编动车组动力车辆较少，车辆动力的损失对列车运行产生的影响更加严重。为了减轻故障影响，短编城际动车组可以通过单重四象限整流器独立工作，单个逆变器独立工作的方式来实现动力最大化利用。

现有的牵引变流器预充电回路，较为常见的是设计一套预充电电路，参见图1，两重四象限整流器模块直流侧共用中间直流母线。此设计在单个四象限整理器模块发生故障时，会损失故障牵引变流器的全部动力，不具备单重四象限整流器模块独立运行的条件。

此外，还有一类牵引变流器预充电回路，设计了两套预充电电路，参见图2，每套预充电电路各自连接四象限整流器模块后构成牵引供电系统，两个牵引供电回路电路结构完全一样且相互独立工作。此设计采用器件数量多，故障率大，鲁棒性较差，当牵引变流器的预充电电路或中间直流环节发生故障后，牵引变流器的动力损失影响比较大。

发明内容

本发明针对现有牵引变流器存在的鲁棒性差、动力损失大等上述问题，提供了一种鲁棒性强、动力损失小的牵引变流器的预充电回路及控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种牵引变流器的预充电回路，包括分别与牵引变压器的二次侧绕组连接的第一重预充电电路和第二重预充电电路、与所述第一重预充电电路串联连接的第一重四象限整流器模块以及与所述第二重预充电电路串联连接的第二重四象限整流器模块，所述第一重四象限整流器模块的输出端与中间直流电压回路输入端的第一中间直流支撑电容FC11连接，所述第二重四象限整流器模块的输出端与中间直流电压回路输入端的第二中间直流支撑电容FC12连接。

进一步的，所述第一重四象限整流器模块的输入端与所述牵引变压器的二次侧绕组之间连接有第一电流传感器；所述第二重四象限整流器模块的输入端与所述牵引变压器的二次侧绕组之间连接有第二电流传感器。

优选的，所述第一重预充电电路包括主接触器K1、预充电接触器AK1和预充电电阻R11，预充电接触器AK1和预充电电阻R11串联连接后与所述主接触器K1并联连接。

优选的，所述第二预充电电路包括主接触器K2、预充电接触器AK2和预充电电阻R12，预充电接触器AK2和预充电电阻R12串联连接后与所述主接触器K2并联连接。

优选的，所述第一重四象限整流器模块的输出端和所述第二重四象限整流器模块的输出端通过母排分别实现正线和负线的连接，共用中间直流电压回路母线。

为了达到上述目的，本发明另提供了一种牵引变流器的预充电控制方法，含有以下步骤：