[发明专利]一种新型高集成度永磁同步牵引传动系统拓扑结构

说明书

本发明公开了一种新型高集成度永磁同步牵引传动系统拓扑结构，其特征在于，包括：预充电模块、LC线路滤波器、功率模块；预充电模块用于为LC线路滤波器充电；LC线路滤波器用于滤除高频分量和尖峰电压，为功率模块提供稳定的直流输入电压；功率模块用于为永磁同步牵引传动系统中的牵引电机提供交流输入电压，将牵引电机在再生制动工况产生的能量消耗在制动电阻上，实现储能元件的充放电。本发明对实现不同功能的IGBT模块进行统型重组，实现了功率模块的统型，降低了开发和维护成本、备件种类及数量。

技术领域

本发明涉及牵引传动领域，尤其涉及一种新型高集成度永磁同步牵引传动系统拓扑结构。

背景技术

现有技术方案只是在架控(2×1C2M)牵引变流器的基础上，在每个功率模块输入侧增加了一个并联的三桥臂逆变模块(无斩波桥臂)，实现4C4M即轴控控制。这种方案有以下不足：

(1)具有2种功率模块，重复开发度较高，备件种类及数量多，维护成本较高；

(2)若车辆需具备蓄电池应急牵引功能，需在牵引变流器前端增加一个转换开关箱，实际操作时，需手动/电动转换牵引变流器输入能量来源，由接触网/供电轨改为蓄电池组，系统拓扑复杂，系统集成度低；输入电源为蓄电池组时，输入电压仅有DC110V或更低，牵引电机只能在低频区间工作，车辆速度较低，且牵引电机输出效率低。

发明内容

本发明提供一种新型高集成度永磁同步牵引传动系统拓扑结构，以克服牵引电机输出效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种新型高集成度永磁同步牵引传动系统拓扑结构，其特征在于，包括：预充电模块、LC线路滤波器、功率模块；

所述预充电模块一端与高压输入端相连，另一端与LC线路滤波器相连，所述LC线路滤波器另一端与功率模块相连；

所述预充电模块用于为LC线路滤波器充电；

所述LC线路滤波器用于滤除电网提供的直流电压中存在的高频分量和尖峰电压，为功率模块提供稳定的直流输入电压；

所述功率模块用于为永磁同步牵引传动系统中的牵引电机提供交流输入电压，并且用于消耗牵引电机在再生制动工况产生的能量。

进一步的，所述预充电模块包括第一电压传感器SVES1、第一预充电单元和第二预充电单元，第一预充电单元和第二预充电单元并联后连接第一电压传感器；

第一预充电单元包括第一电流传感器SCDC1、第一主接触器KM11、第一充电接触器KM12和第一充电电阻R11，第一充电接触器KM12和第一充电电阻R11串联后与第一主接触器KM11并联连接第一电流传感器SCDC1；

第二预充电单元包括第二电流传感器SCDC3、第二主接触器KM31、第二充电接触器KM32和第二充电电阻R31，第二充电接触器KM32和第二充电电阻R31串联后与第二主接触器KM31并联连接第二电流传感器SCDC3。

进一步的，所述LC线路滤波器包括第一滤波器模块和第二滤波器模块，第一滤波器模块与第一预充电单元相连，第二滤波器模块与第二预充电单元相连；

所述第一滤波器模块包括第一滤波电抗器L1、第一支撑电容C1、第二电压传感器SVDC1和第一慢放电电阻R12，第一支撑电容C1、第二电压传感器SVDC1和第一慢放电电阻R12并联后连接第一滤波电抗器L1；

所述第二滤波器模块包括第二滤波电抗器L3、第二支撑电容C3、第三电压传感器SVDC3和第二慢放电电阻R32，第二支撑电容C3、第三电压传感器SVDC3和第二慢放电电阻R32并联后连接第二滤波电抗器L3；

所述第一充电接触器KM12和第一充电电阻R11用于为第一支撑电容C1充电；