[发明专利]牵引变流器和动车组牵引传动系统

说明书

本发明提供一种牵引变流器和动车组牵引传动系统。本发明牵引变流器，包括：4QC、双向DC/DC变换器、牵引逆变器；其中，4QC用于电连接接触网，4QC与双向DC/DC变换器电连接，双向DC/DC变换器与牵引逆变器电连接，牵引逆变器用于电连接牵引电机；双向DC/DC变换器用于设置双向DC/DC变换器的功率等于4QC直流侧的二次脉动功率，以对4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制。本发明通过双向DC/DC变换器的功率等于4QC直流侧的二次脉动功率的设置，实现了对4QC直流侧的二次脉动电压的抑制，使得牵引变流器能够适应机车实际运行当中的各种工况，还使得牵引变流器的体积减小，重量减轻，提高了牵引变流器的功率密度。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种牵引变流器和动车组牵引传动系统。

背景技术

随着高速铁路关键技术的创新和发展，如何减轻机车的自身重量、降低机车的制作成本、简化机车的制造过程等，也成为实现机车自身优化的关键问题，尤其是对作为机车重要组成之一的牵引变流器的优化。

由于高速铁道的单相供电特性，牵引变流器的网侧输入瞬时功率始终存在一个二次的脉动功率，它会造成牵引变流器前端的四象限整流器4QC输出的直流电压存在一个频率为2倍工频的电压脉动，这一二次脉动电压会对整个牵引传动系统造成极为不利的影响。

传统的抑制二次脉动电压的方法主要是采用LC二次滤波器，4QC与LC二次滤波器连接，LC二次滤波器与牵引逆变器连接，具体的：串联连接的电感L和电容C并联连接在4QC直流侧的两端，同时并联在牵引逆变器直流侧的两端。然而，由于LC二次滤波器自身存在体积大、重量高和制作工艺复杂的问题，使得牵引变流器的体积大、重量高且生产成本高。因此，现亟需一种体积较小、成本较低且能够抑制二次脉动电压的牵引变流器。

发明内容

本发明提供一种牵引变流器和动车组牵引传动系统，以解决现有技术中牵引变流器的体积大、重量高且生产成本高的问题。

第一方面，本发明提供一种牵引变流器，包括：四象限整流器4QC、双向DC/DC变换器、牵引逆变器；

其中，所述4QC用于电连接接触网，所述4QC与所述双向DC/DC变换器电连接，所述双向DC/DC变换器与所述牵引逆变器电连接，所述牵引逆变器用于电连接牵引电机；

所述双向DC/DC变换器用于设置所述双向DC/DC变换器的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率，以对所述4QC直流侧的二次脉动电压进行抑制。

可选地，所述牵引变流器还包括：处理器；所述双向DC/DC变换器包括：第一开关元件、第二开关元件、滤波储能单元；

其中，所述第一开关元件的第一端与所述4QC直流侧的第一输出端电连接，所述第一开关元件的第二端与所述第二开关元件的第一端电连接，所述第二开关元件的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波储能单元的第一端与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端皆电连接，所述滤波储能单元的第二端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述滤波储能单元的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；

所述第一开关元件的控制端和所述第二开关元件的控制端分别与所述处理器电连接；所述处理器，用于控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的导通与关断。

可选地，所述第一开关元件和所述第二开关元件为绝缘栅双极型晶体管IGBT模块。

可选地，所述滤波储能单元包括：滤波电感和能量包；

其中，所述滤波电感的第一端与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端皆电连接，所述能量包的第一端与所述4QC直流侧的第二输出端电连接，所述能量包的功率等于所述4QC直流侧的二次脉动功率；