一种无变压器拓扑结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无变压器拓扑结构。
【背景技术】
[0002]目前，在传统的大功率电力机车或者动车组上牵引电传动系统的结构是:接触网一牵引变压器一整流器一中间直流电路一逆变器一牵引电机。其中，牵引变压器笨重、造价昂贵，并占用大量的空间，既增加了机车的重量和制造成本，也在列车牵引或者再生制动时，产生铜耗和铁耗，使电能利用率降低。此外，变压器还会带来温升、漏抗等一系列问题。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无变压器拓扑结构。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是:
[0005]—种无变压器拓扑结构，包括相互级联的二个以上的转换单元；所述的转换单元包括控制器、脉冲整流器、电阻和电感，控制器接收电网侧的交流电压信号和交流电流信号，同时控制器接收脉冲整流器输出端的直流电压信号和直流电流信号，控制器的输出端与脉冲整流器相连接，控制器上具有直流电压给定值输入端；电阻的输入端与电网侧连接，电阻的输出端通过与电感串联与脉冲整流器相连接。
[0006]进一步的，所述的脉冲整流器为三电平脉冲整流器，其中三电平脉冲整流器的A极与电感的输出端连接，三电平脉冲整流器的B极与相邻转换单元的A极连接，三电平脉冲整流器的g极与控制器的输出端连接。
[0007]进一步的，在三电平脉冲整流器输出正极和N极之间设置了第一电容，在三电平脉冲整流器的负极与N极之间设置了第二电容。
[0008]进一步的，脉冲整流器上并联有交流电压传感器，控制器接收交流电压传感器的交流电压信号；在电网侧与电阻之间串联有交流电流传感器，控制器接收交流电流传感器上的交流电流信号。
[0009]进一步的，在脉冲整流器的输出端并联有直流电压传感器，控制器接收直流电压传感器的直流电压信号；在脉冲整流器的输出端串联有直流电流传感器，控制器接收直流电流传感器的直流电流信号。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011](1)采用本实用新型的拓扑结构，利用多个转换单元对电网侧的电压进行分压，利用脉冲整流器将交流电转换为直流电，使得每一转换单元的输出端具有稳定的直流输出，从而省去了变压器，解决了变压器笨重、造价昂贵、占用大量空间的技术问题，也解决了在列车牵引或者再生制动时产生铜耗和铁耗的技术问题，使电能利用率高。此外，还解决了变压器带来温升、漏抗等一系列的技术问题。
[0012](2)由于设置了第一电容和第二电容，起到了平衡电压的作用，保证N极为0电位。
[0013](3 )由于设置了交流电压传感器、交流电流传感器、直流电压传感器和直流电流传感器，因此，能精确的得到交流电压、交流电流、直流电压和直流电流。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的拓扑结构图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，无变压器拓扑结构包括相互级联的二个以上的转换单元100，所述的级联是指利用转换单元进行分压，每一转换单元都具有输出端。所述的转换单元100包括控制器1、脉冲整流器2、电阻3和电感4。
[0016]控制器1具有直流电压给定值输入端Udc※、交流电压信号输入端Uac、交流电流信号输入端Iac、直流电压信号输入端Udc、直流电流信号输入端Idc和输出端pulse。直流电压给定值输入端Udc※接收直流电压给定值，交流电压信号输入端Uac接收来自交流电压传感器的交流电压信号，交流电流信号输入端lac接收来自交流电流传感器的交流电流信号，直流电压信号输入端Udc接收来自直流电压传感器的直流电压信号，直流电流信号输入端Idc接收来自直流电流传感器的直流电流信号，输出端pulse与脉冲整流器的g极连接。
[0017]所述的脉冲整流器2为三电平脉冲整流器，其中三电平脉冲整流器的A极与电感4的输出端连接，三电平脉冲整流器的B极与相邻转换单元中的三电平脉冲整流器的A极连接，三电平脉冲整流器的g极与控制器1的输出端pulse连接。
[0018]在三电平脉冲整流器输出正极和N极之间设置了第一电容5，在三电平脉冲整流器的负极与N极之间设置了第二电容6，起到了平衡电压的作用，保证N极为0电位。
[0019]电阻3和电感4依次串联，电阻3的输出端连接在电感4的输入端。电阻3的输入端与电网侧200连接。
[0020]在电网侧200与第一个转换单元中的三电平脉冲整流器B极之间并联有交流电压传感器7 ;第二个转换单元中的三电平脉冲整流器B极与第一个转换单元中的三电平脉冲整流器B极之间并联有交流电压传感器，第三个转换单元中的三电平脉冲整流器B极与第二个转换单元中的三电平脉冲整流器B极之间并联有交流电压传感器，依次类推直到倒数第二个转换单元，最后一个转换单元中的三电平脉冲整流器B极之间并联有交流电压传感器7 ;控制器的交流电压信号输入端Uac接收交流电压传感器7的交流电压信号。在电网侧200与电阻3之间串联有交流电流传感器8，控制器的交流电流信号输入端lac接收交流电流传感器8上的交流电流信号。在脉冲整流器2的输出端并联有直流电压传感器9，控制器的直流电压信号输入端Udc接收直流电压传感器9的直流电压信号；在脉冲整流器的输出端串联有直流电流传感器10，控制器的直流电流信号输入端Idc接收直流电流传感器10的直流电流信号。通过交流电压传感器7、交流电流传感器8、直流电压传感器9和直流电流传感器10可精确的得到交流电压、交流电流、直流电压和直流电流。
[0021]为了更加直观的得到的电流变化的情况，在交流电流传感器的输出端连接有第一显示屏11，在直流电流传感器的输出端上连接有第二显示屏12。
[0022]在本实用新型中，为了测试该结构的运行情况，可在脉冲整流器2的输出端上连接等效负载13。
[0023]在实际使用过程中，取消掉等效负载13，在脉冲整流器2的输出端连接逆变器，在逆变器上连接电机。
[0024]采用本实用新型的拓扑结构，利用多个转换单元100对电网侧200的电压进行分压，利用脉冲整流器2将交流电转换为直流电，使得每一转换单元的输出端具有稳定的直流输出，从而省去了变压器，解决了变压器笨重、造价昂贵、占用大量空间的技术问题，也解决了在列车牵引或者再生制动时产生铜耗和铁耗的技术问题，使电能利用率高。此外，还解决了变压器带来温升、漏抗等一系列的技术问题。
【主权项】
1.一种无变压器拓扑结构，其特征在于:包括相互级联的二个以上的转换单元；所述的转换单元包括控制器、脉冲整流器、电阻和电感，控制器接收电网侧的交流电压信号和交流电流信号，同时控制器接收脉冲整流器输出端的直流电压信号和直流电流信号，控制器的输出端与脉冲整流器相连接，控制器上具有直流电压给定值输入端；电阻的输入端与电网侧连接，电阻的输出端通过与电感串联与脉冲整流器相连接。2.根据权利要求1所述的无变压器拓扑结构，其特征在于:所述的脉冲整流器为三电平脉冲整流器，其中三电平脉冲整流器的A极与电感的输出端连接，三电平脉冲整流器的B极与相邻转换单元的A极连接，三电平脉冲整流器的g极与控制器的输出端连接。3.根据权利要求2所述的无变压器拓扑结构，其特征在于:在三电平脉冲整流器输出正极和N极之间设置了第一电容，在三电平脉冲整流器的负极与N极之间设置了第二电容。4.根据权利要求1所述的无变压器拓扑结构，其特征在于:脉冲整流器上并联有交流电压传感器，控制器接收交流电压传感器的交流电压信号；在电网侧与电阻之间串联有交流电流传感器，控制器接收交流电流传感器上的交流电流信号。5.根据权利要求1所述的无变压器拓扑结构，其特征在于:在脉冲整流器的输出端并联有直流电压传感器，控制器接收直流电压传感器的直流电压信号；在脉冲整流器的输出端串联有直流电流传感器，控制器接收直流电流传感器的直流电流信号。
【专利摘要】本实用新型公开了一种无变压器拓扑结构，包括相互级联的二个以上的转换单元；转换单元包括控制器、脉冲整流器、电阻和电感，控制器接收电网侧的交流电压信号和交流电流信号，同时控制器接收脉冲整流器输出端的直流电压信号和直流电流信号，控制器的输出端与脉冲整流器相连接，控制器上具有直流电压给定值输入端；电阻的输入端与电网侧连接，电阻的输出端通过与电感串联与脉冲整流器相连接。该结构利用多个转换单元对电网侧的电压进行分压，使得每一转换单元的输出端具有稳定的直流输出，从而省去了变压器。
【IPC分类】H02M7/02
【公开号】CN205017220
【申请号】CN201520686087
【发明人】邓泽靖
【申请人】广州电力机车有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月7日