31]图1是同相供电补偿变流器系统原理图，表示出多个功率单元在系统中的连接关系，其中同相供电补偿变流器由15个相同的功率单元组成，多个输出并联侧逆变电路与牵引匹配变压器副边相连，构成多重并联的同相供电补偿变流器并联侧，通过参数为660V-单相27.5kV单相牵引变压器连接至直流电网27.5kV;多个功率单元的输入串联侧逆变电路依次串接后构成多个级联的同相供电补偿变流器串联侧，并连接到电感L1和L2后连接至原边采用Y型接法的三相-单相隔离变压器，然后再连接220kV电网；图1中功率单元并联侧单相滤波电路采用了电感L滤波，为了节约体积和成本，L电感值设计在牵引匹配变压器副边，故实际中取消了电感，采用单相牵引变压器660V测线圈绕制采用开漏设计，与并联侧逆变电路构成单相L滤波电路，牵引变压器660V侧线圈开漏电感量为300μΗ。
[0032]图2是功率单元内部拓扑图，功率单元包括输入串联侧逆变电路、直流母线滤波电容、输出并联侧逆变电路，其中输入串联侧逆变电路和输入串联侧逆变电路均由两个半桥封装的智能功率模块IGBT组成单相全桥Η电路，受主控控制完成电流的变换。Η桥逆变电路均包含尖峰抑制电路，采用C电容吸收电路用于吸收IGBT开关时电流变化在母线杂散电感上形成的尖峰电压;直流母线滤波电容为中间储能和滤波环节，完成母线电压滤波及储能的目的；单元控制板实现与主控的通讯、控制功率单元各部分协调工作、监视检测功率单元工作状态及故障处理;电压采集板、电流传感器用于采集关键信号量(直流母线电压和并联侧电流)。
[0033]图3为功率单元单元控制板的功能框图，单元控制板的功能为保证可靠发送单相全桥驱动信号，具备各类故障的检测与保护功能，处理采样模块传输的直流母线电压或输出电流;电源模块的功能为保证可靠产生需要的电源，具备电压异常检测与短路保护功能，其中电源包含 24V、+15V、-15V、5V、3.3V0
[0034]对于【具体实施方式】的理解的描述仅仅是为帮助理解本实用新型，而不是用来限制本实用新型的。本领域技术人员均可以利用本实用新型的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本实用新型的思想和要点，仍然在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:所述功率单元包括输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路及直流母线电容;所述直流母线电容位于输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路之间，所述串联侧逆变电路与并联侧逆变电路均采用单相全桥逆变电路结构。2.根据权利要求1所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:所述输出并联侧逆变电路连接到一单元控制板，所述输入串联侧逆变电路连接到另一单元控制板。3.根据权利要求2所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:还包括一电压采集板和一电流传感器，所述电流传感器位于输出并联侧逆变电路和一单元控制板之间，所述电压采集板位于输入串联侧逆变电路和另一单元控制板之间。4.根据权利要求1所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:所述单相全桥逆变电路包括两个逆变半桥，每个逆变半桥包括两个逆变器件。5.根据权利要求4所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:所述逆变器件是IGBT、IGCT、GTO、可控硅或智能功率集成模块的任一一种。6.根据权利要求4所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:每个逆变半桥并联一尖峰抑制电路，电路形式为C电容吸收电路、RC阻容吸收电路及R⑶吸收电路的任一一种。7.根据权利要求1所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:还包括一个三相-单相隔离变压器及两个电抗器;所述功率单元有N个，N个输入串联侧逆变电路依次串接，所述三相-单相隔离变压器原边采用Y型接法连接220kV电网，所述三相-单相隔离变压器副边采用△接法，通过两个电抗器连接N个输入串联侧逆变电路串接后的首尾，N为自然数。8.根据权利要求1所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:还包括一个单相牵引变压器和N个单相滤波电路，单相牵引变压器由N个副边绕组组成;所述功率单元有N个，每个输出并联侧逆变电路连接一单相滤波电路，再与对应单相牵引变压器副边绕组连接，N为自然数。9.根据权利要求8所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:所述单相滤波电路为电感L滤波电路、电感电容LC滤波电路及电感电容31型LCL滤波电路的任 种。10.根据权利要求9所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:采用电感L滤波电路时，单相牵引变压器副边绕组采用开漏设计。11.根据权利要求1所述的一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，其特征在于:所述直流母线电容为薄膜电容。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于同相供电系统可供级联的单相四象限功率单元，所述功率单元包括输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路及直流母线电容；所述直流母线电容位于输入串联侧逆变电路、输出并联侧逆变电路之间，所述串联侧逆变电路与并联侧逆变电路均采用单相全桥逆变电路结构。本实用新型的主回路采用了单相串联整流+直流母线滤波储能+单相并联逆变的拓扑结构，减少了串联侧的升压变压器（隔离变压器为用户配置），同时该拓扑结构实现了能量的双向流动，达到了四象限运行的标准。
【IPC分类】H02M1/14, H02M5/458
【公开号】CN205092780
【申请号】CN201520836409
【发明人】文俊, 马劲松, 赖成毅, 张黎, 常瑞, 彭良平, 唐斌, 张川
【申请人】东方日立(成都)电控设备有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月27日