[发明专利]电传动系统、变流控制方法及电力机车

说明书

本发明提供的一种电传动系统、变流控制方法及电力机车，包括：牵引变压器，全SiC变流器以及异步牵引电机，牵引变压器与全SiC变流器的输入端相连，全SiC变流器的输出端与异步牵引电机相连，牵引变压器以及全SiC变流器根据控制频率向异步牵引电机输出电流，控制异步牵引电机工作，提高了异步牵引电机的效率，进而使电传动系统的效率得到提升。

技术领域

本发明涉及电力电子器件技术领域，尤其涉及一种电传动系统、变流控制方法及电力机车。

背景技术

经济的高速持续发展，给环境保护和能源供应带来了压力。积极发展绿色经济已成为我国经济发展的新模式，节能减排已成为我国的首要任务。电力电子器件作为电力电子技术的关键，控制电能产生、传输、转换和存储的核心。通过改善电力电子器件的性能，可大大提高能源传输效率，电力电子器件技术是我国节能降耗、发展绿色经济的关键技术之一。

目前，基于硅材料的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)、金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)等器件，其性能已逼近材料物理特性决定的理论极限，却也无法满足节能减排对电力电子器件性能的需求。进而，以硅绝缘栅双极性晶体管Si IGBT变流器作为器件的大功率交流异步电机电传动系统，通常采用低开关频率控制方式，增大功率器件的输出电流，降低IGBT温升。

然而，由于功率器件开关频率较低，采用方波、三分频等低开关同步调制时，由于谐波电流较大，导致电机转矩脉动、铜损较大，电传动系统整体效率偏低。

发明内容

本发明提供一种电传动系统、变流控制方法及电力机车，在同等体积、同等散热条件下，提高了电传动系统的效率。

第一方面，本发明提供一种电传动系统，包括：

牵引变压器，全SiC变流器以及异步牵引电机；

所述牵引变压器与所述全SiC变流器的输入端相连，所述全SiC变流器的输出端与所述异步牵引电机相连；

所述牵引变压器以及所述全SiC变流器根据控制频率向所述异步牵引电机输出电流，控制所述异步牵引电机工作。

在一种具体的实现方式中，所述系统还包括：列车主处理单元MPU；

所述MPU与所述全SiC变流器连接；所述全SiC变流器根据所述MPU发送的控制指令，向所述异步牵引电机输出电流。

可选的，所述全SiC变流器包括：牵引控制单元TCU；

所述牵引控制单元与MPU连接，用于根据所述MPU的控制指令控制输入所述全SiC变流器的开关频率，使所述全SiC变流器根据所述开关频率，向所述异步牵引电机输出电流。

在一种具体的实现方式中，所述全SiC变流器包括：全SiC四象限功率单元和全SiC逆变功率单元；

所述全SiC四象限功率单元和所述全SiC逆变功率单元分别与所述牵引控制单元连接；

所述全SiC四象限功率单元根据所述牵引控制单元的控制将所述牵引变压器输入的交流电压转换成直流电压，所述全SiC逆变功率单元根据所述牵引控制单元的控制将所述直流电压转换成用于输入所述异步牵引电机的交流电压。

可选的，其特征在于，

所述全SiC变流器的数量为至少一个，所述异步牵引电机的数量为至少一个，每个全SiC变流器连接一个异步牵引电机。

可选的，