一种基于多重化的PWM整流器直流供电试验系统的制作方法

本发明涉及电力系统试验领域，更具体地，涉及一种基于多重化的PWM整流器直流供电试验系统。

背景技术：

目前，实验室进行地铁牵引组合系统试验时，直流供电系统采用不可控二极管整流器，由于不可控二极管整流器具有网侧功率因数低、谐波含量大而且能量不可逆的缺点。由于城轨变流器根据现场线路的需要其容量设计也不相同，实验室进行地铁牵引组合系统制动试验时通过外接斩波电阻来消耗掉城轨变流器制动时回馈的电能，造成电能的大量浪费并且需要根据被试城轨变流器的容量大小及供电等级来选择相应制动电阻阻值大小。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种基于多重化的PWM整流器直流供电试验系统。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于多重化的PWM整流器直流供电试验系统，包括：三相调压器、三相变压器、直流电源、DC/AC被试城轨变流器、被试电机、联轴器、陪试电机、AC-DC-AC陪试变流器、牵引变压器、单相变压器；所述直流电源为PWM整流器；所述三相调压器与外接10kV电网连接，所述三相调压器还和三相变压器连接，三相变压器还和PWM整流器连接，PWM整流器还和DC/AC被试城轨变流器连接，DC/AC被试城轨变流器和被试电机连接，被试电机还通过联轴器和陪试电机连接，陪试电机和AC-DC-AC陪试变流器连接，AC-DC-AC陪试变流器和牵引变压器连接，牵引变压器还和单相变压器连接，单相变压器还连接至10kV电网。

优选地，所述PWM整流器包括至少两重的PWM整流器。

优选地，当被试城轨变流器处于牵引工况时，能量流向依次为10kV电网、三相调压器、三相变压器、直流电源、DC/AC被试城轨变流器、被试电机、联轴器、陪试电机、AC-DC-AC陪试变流器、牵引变压器、单相变压器、10kV电网。

优选地，当被试城轨变流器处于制动工况时，能量流向依次为10kV电网、单相变压器、牵引变压器、AC-DC-AC陪试变流器、陪试电机、联轴器、被试电机、DC/AC被试城轨变流器、直流电源、三相变压器、三相调压器、10kV电网。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本方案基于多重化的PWM整流器直流供电，提供被试变流器所需的模拟牵引和制动工况，被试变流器制动工况下实现制动能量回馈，实现整个试验系统能量内循环及能量的回馈利用，还能够实现网侧高功率因数及低谐波含量。

附图说明

图1为本发明方案的地铁牵引组合系统试验系统的示意性结构图；

图2为本发明方案的宽电压范围的PWM整流器主电路原理图；

图3为本发明方案的系统投入逻辑示意图；

图4为本发明方案的装置运行逻辑示意图；

图5为本发明方案的装置退出逻辑示意图；

图6为本发明方案的被试城轨变流器处于牵引工况的能量流向图；

图7为本发明方案的被试城轨变流器处于制动工况的能量流向图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

图1为本发明方案的地铁牵引组合系统试验系统的示意性结构图。如图1所示，一种基于多重化的PWM整流器直流供电试验系统，其特征在于，包括：三相调压器2、三相变压器3、直流电源、DC/AC被试城轨变流器5、被试电机6、联轴器、陪试电机7、AC-DC-AC陪试变流器8、牵引变压器9、单相变压器；所述直流电源为PWM整流器4；所述三相调压器2与外接10KV三相电网1连接，所述三相调压器2还和三相变压器3连接，三相变压器3还和PWM整流器4连接，PWM整流器4还和DC/AC被试城轨变流器5连接，DC/AC被试城轨变流器5和被试电机6连接，被试电机6还通过联轴器和陪试电机7连接，陪试电机7和AC-DC-AC陪试变流器8连接，AC-DC-AC陪试变流器8和牵引变压器9连接，牵引变压器9还和单相变压器连接，单相变压器还连接至10KV三相电网1。

通过三相调压器2、三相变压器3和整流器协同工作，而且能够最大能力发挥整流器的功率等级(即在满足输出电压的要求的同时，协同提高输入电压能够实现更大功率等级的发挥S＝3*U*I)。通过用户通过上位机界面输入所需输出电压等级和功率等级，上位机控制能够自动化实现能量的最大化分配。

作为一优选实施例，所述PWM整流器4包括至少两重的PWM整流器4。图2为本发明方案的宽电压范围的PWM整流器4主电路原理图。通过三重的PWM整流器4并联输出供电，满足被试变流器牵引和制动供电需求。多重化方案保护不限于发明中提到的3重并联或3重及以上并联。

其中，三相调压器2：调节直流电源前端三相交流电压值，根据被试城轨变流器直流电源前端供电需求，提供相应的输入电压。三相变压器3：其中包括一台三相变压器3次边三绕组输出。DC/AC被试变流器5：被试城轨变流器(VVVF逆变器)。被试电机6：被试电机6。联轴器：联接被试电机6和陪试电机7，实现能量互传。陪试电机7：互馈式试验系统中的陪试电机7设备。AC-DC-AC陪试变流器8：其中包括单相四象限整流器和三相逆变器输出，能够实现牵引和制动工况无缝切换。牵引变压器9：陪试变流器前端牵引变压器9单相变压器：陪试变流器前端单相变压器。图3为本发明方案的系统投入逻辑示意图。图4为本发明方案的装置运行逻辑示意图。图5为本发明方案的装置退出逻辑示意图。

作为一优选实施例，图6为本发明方案的被试城轨变流器处于牵引工况的能量流向图。当被试城轨变流器处于牵引工况时，能量流向依次为10KV三相电网1、三相调压器2、三相变压器3、直流电源、DC/AC被试城轨变流器5、被试电机6、联轴器、陪试电机7、AC-DC-AC陪试变流器8、牵引变压器9、单相变压器、10KV三相电网1。

作为一优选实施例，图7为本发明方案的被试城轨变流器处于制动工况的能量流向图。当被试城轨变流器处于制动工况时，能量流向依次为10KV三相电网1、单相变压器、牵引变压器9、AC-DC-AC陪试变流器8、陪试电机7、联轴器、被试电机6、DC/AC被试城轨变流器5、直流电源、三相变压器3、三相调压器2、10KV三相电网1。

本方案基于多重化的PWM整流器直流供电，提供被试变流器所需的模拟牵引和制动工况，被试变流器制动工况下实现制动能量回馈，实现整个试验系统能量内循环及能量的回馈利用，还能够实现网侧高功率因数及低谐波含量。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。