[发明专利]一种三相动车组牵引传动供电系统

说明书

本发明提供了一种三相动车组牵引传动供电系统，包括：三相整流装置，包括三相交流输入端口和三组直流输出端口组，每组直流输出端口组包括n个直流输出端口，其中，n≥1，n的数量根据外部三相电源电压等级设置；DC/DC变换装置，包括3n个独立电力电子变压器，每个电力电子变压器的输入端口对应连接所述三相整流装置的一个直流输出端口，每个电力电子变压器的输出端口并联后作为所述DC/DC变换装置的直流输出端口；牵引逆变装置，所述牵引逆变装置的输入端口与所述DC/DC变换装置的直流输出端口连接，所述牵引逆变装置的输出端口与牵引电机电连接。本发明直接通过三相整流装置从外部电源取电驱动牵引电机，可以取消车载牵引变压器，并且可以根据不同电压等级设置n的取值，适用的电压等级范围广。

技术领域

本发明涉及电气化铁路与城市轨道技术领域，尤其涉及一种三相动车组牵引传动供电系统。

背景技术

与直流牵引电机相比，交流牵引电机有功率密度高、价格便宜、简单可靠和防空转性能好等优点，因此正在取代直流电机成为干线电气化铁路和城市轨道交通牵引的主要动力源。电气化铁道采用单相供电，电力机车或动车组上的交流牵引电机需要三相逆变器驱动。为了实现这一转换功能，电力机车或动车组上配有交直交牵引变流器，即先将单相交流变换为直流，再通过逆变器变换为三相交流，经调压调频实现调速。现行电气化铁道供电系统牵引母线的额定电压为27.5kV,最高电压达到31kV,由于受到电力电子器件额定电压的限制，电力机车和动车组配有车载牵引变压器，先将牵引网电压降压后再供给牵引变流器。但是，车载牵引变压器体积和重量大,增加机车或动车组轴重，同时增加损耗，降低效率，并影响功率密度，制约动车组速度的进一步提升。

为了取消车载牵引变压器，申请人申请了《一种动车组牵引传动供电系统》(202011206524.8)，但是该申请方案只适用于单相牵引供电且接触网电压较低的牵引供电系统，考虑到在供电容量(能力)相同情况下，三相发电机、电动机、输电线都较单相同类元件的制造和建造更节省材料，而且构造简单，性能优良，因此，三相牵引供电系统有望取代单相牵引供电系统成为新的牵引供电制式，在此基础上，设计出能够适用不同电压等级且依然能够取消车载牵引变压器的三相动车组牵引传动供电系统是值得研究的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相动车组牵引传动供电系统，直接通过三相整流装置从外部电源取电驱动牵引电机，可以取消车载牵引变压器，并且可以根据不同电压等级设置n的取值，适用范围广。

本发明通过以下技术手段实现：

一种三相动车组牵引传动供电系统，包括：

三相整流装置，包括三相交流输入端口和三组直流输出端口组，每组直流输出端口组包括n个直流输出端口，其中，n≥1；

DC/DC变换装置，包括3n个独立电力电子变压器，每个电力电子变压器的输入端口对应连接所述三相整流装置的一个直流输出端口，每个电力电子变压器的输出端口并联后作为所述DC/DC变换装置的直流输出端口；

牵引逆变装置，所述牵引逆变装置的输入端口与所述DC/DC变换装置的直流输出端口连接，所述牵引逆变装置的输出端口与牵引电机电连接。

进一步地，所述三相整流装置包括三组H桥级联整流器，每组H桥级联整流器包括n个单相整流器，每组H桥级联整流器的n个单相整流器的输入端口级联后形成输入端子1和输入端子2，三个输入端子1相互连接，三个输入端子2共同构成所述三相整流装置的三相交流输入端口，每组H桥级联整流器中的n个单相整流器的输出端口共同构成所述三相整流装置的一组直流输出端口组。

进一步地，n的取值根据外部三相电源电压等级、单相整流器的额定输入电压确定。

进一步地，还包括辅助逆变装置，所述辅助逆变装置的输入端口与所述DC/DC变换装置的直流输出端口连接，所述辅助逆变装置的输出端口与辅助设备电连接。