[发明专利]一种基于地面牵引供电的电气列车、供电系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于地面牵引供电的电气列车，其特征在于，包括牵引电机（M）、无功功率控制器（RPC）和无功补偿器（SVG），其中：

所述牵引电机（M）通过地面牵引变流器（TC）提供三相电进行驱动控制；

所述无功功率控制器（RPC）根据所述牵引电机（M）的运行状态向所述无功补偿器（SVG）发出控制信号；

所述无功补偿器（SVG）根据接收到的所述控制信号发出无功电流，为所述牵引电机（M）提供励磁和/或无功补偿；

所述电气列车内部不设置车载牵引变压器和车载牵引变流器。

2.根据权利要求1所述的一种基于地面牵引供电的电气列车，其特征在于，还包括三相受流装置（CC），所述三相受流装置（CC）用于从三相牵引网（UVW）处取三相电，并将三相电提供给所述牵引电机（M）、无功功率控制器（RPC）和无功补偿器（SVG）。

3.根据权利要求2所述的一种基于地面牵引供电的电气列车，其特征在于，所述无功补偿器（SVG）为所述牵引电机（M）提供励磁和/或无功补偿后，所述三相受流装置（CC）处到所述三相牵引网（UVW）的功率因数趋近于1或等于1。

4.根据权利要求3所述的一种基于地面牵引供电的电气列车，其特征在于，当所述三相受流装置（CC）处到所述三相牵引网（UVW）的功率因数等于1，所述牵引电机（M）不从所述三相牵引网（UVW）处吸收无功功率。

5.一种电气列车地面牵引供电系统，其特征在于，包括牵引变压器（TR）、地面牵引变流器（TC）、三相牵引网（UVW）和电气列车（LM），所述电气列车（LM）内部设置有牵引电机（M）、无功功率控制器（RPC）和无功补偿器（SVG），所述电气列车内部不设置车载牵引变压器和车载牵引变流器，其中：

所述牵引变压器（TR）原边连接高压电网（GRD），次边连接地面牵引变流器（TC）的输入端口；

所述地面牵引变流器（TC）的三相输出端口分别连接所述三相牵引网（UVW）的对应相线；

所述电气列车（LM） 通过三相受流装置（CC）从所述三相牵引网（UVW）处取三相电，并将三相电提供给所述牵引电机（M）、无功功率控制器（RPC）和无功补偿器（SVG）。

6.根据权利要求5所述的一种电气列车地面牵引供电系统，其特征在于，所述电气列车（LM）内部的牵引电机（M）由所述地面牵引变流器（TC）进行驱动控制。

7.根据权利要求5所述的一种电气列车地面牵引供电系统，其特征在于，所述无功功率控制器（RPC）根据所述牵引电机（M）的运行状态向所述无功补偿器（SVG）发出控制信号；所述无功补偿器（SVG）根据接收到的所述控制信号发出无功电流，为所述牵引电机（M）提供励磁和/或无功补偿。

8.根据权利要求7所述的一种电气列车地面牵引供电系统，其特征在于，所述无功补偿器（SVG）为所述牵引电机（M）提供励磁和/或无功补偿后，所述三相受流装置（CC）处到所述三相牵引网（UVW）的功率因数趋近于1或等于1。

9.根据权利要求8所述的一种电气列车地面牵引供电系统，其特征在于，当所述三相受流装置（CC）处到所述三相牵引网（UVW）的功率因数等于1，所述地面牵引变流器（TC）通过所述三相牵引网（UVW）为所述牵引电机（M）提供且只提供有功功率。

10.一种基于权利要求5—9任意一项所述电气列车地面牵引供电系统的控制方法，其特征在于，包括：

检测牵引电机（M）的输入电压和输入电流，结合牵引电机（M）参数计算牵引电机（M）

的转子电流向量；

根据牵引电机（M）的转子电流向量，计算牵引电机（M）的转子磁通向量；

根据牵引电机（M）的转子磁通向量，计算牵引电机（M）的定子电流的励磁分量以及力

矩分量；

根据牵引电机（M）的转子磁通向量以及定子电流的力矩分量，计算牵引电机（M）转

子的转差频率；

检测牵引电机（M）转子的旋转频率，根据牵引电机（M）转子的旋转频率和转差频率，

计算牵引电机（M）的同步频率；

根据牵引电机（M）的同步频率，基于同步旋转坐标控制，计算牵引电机（M）的有功电流和无功电流；

根据牵引电机（M）的有功电流和无功电流，控制无功补偿器（SVG）对牵引电机（M）进行无功电流补偿。