列车主辅一体化牵引变流器的制作方法

本实用新型主要涉及轨道交通技术领域，特指一种列车主辅一体化牵引变流器。

背景技术：

近年来，随着国内外轨道交通的发展，对轨道交通车辆的要求也越来越高。牵引变流器作为轨道交通车辆的核心，对于牵引变流器可靠性、重量、成本要求更加严格。如图1所示，目前城际动车组采用主辅一体化变流器（牵引逆变器及辅助逆变器共用中间直流回路），动车组牵引变流器由于主电路模式的限制，大多采用两电平模式（如图2所示），功率元件等级要求高；如中间直流电压为1800V时，两电平电路对应采用3300V/1200A的功率元件，元件成本相对较高；而且主辅一体化两电平变流器装置，由于中间二次谐振回路共用，辅助逆变器从共用中间直流回路取电，当任意一重四象限整流器、逆变器或辅助逆变器故障时，均有可能影响主电路，无法达到完全轴控或者架控。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种可靠性高的列车主辅一体化牵引变流器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种列车主辅一体化牵引变流器，包括辅助变流模块、开关模块和一重以上相互独立的的主变流模块；各所述主变流模块均包括依次相连的三电平整流单元、中间直流电路和逆变单元，所述辅助变流模块通过开关模块与各重主变流模块的中间直流电路相连，并通过开关模块的开关切换从任意一重主变流模块的中间直流电路取电。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述逆变单元为三电平逆变单元。

所述三电平逆变单元为二极管嵌位型三电平逆变器。

所述三电平整流单元为二极管嵌位型三电平整流器。

还包括充电机模块，所述充电机模块的输入端与辅助变流模块的输出端或者任一重主变流模块的中间直流电路相连。

所述辅助变流模块包括依次相连的辅助逆变器和辅助变压器，所述辅助逆变器为三电平辅助逆变单元。

所述开关模块包括多个切换开关，多个切换开关相互并联且与各主变流模块的中间直流电路一一对应连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的列车主辅一体化牵引变流器，采用三电平整流单元，相对于两电平整流单元，在相同电压等级要求下，三电平功率元件等级比两电平低，成本低；另外在相同的开关频率下，可以获得更好的频谱特性和动态性能，输出电压谐波含量减少，对外围电路的干扰减小；另外，各重主变流模块之间完全独立，当某一重的主变流模块故障时，不会影响另外的主变流模块，减少了牵引力的损失，提升变流器的可靠性；辅助变流模块从中间直流电路取电，并且通过开关模块可在任一重主变流模块的中间直流电路自由切换，当一重主变流模块出现故障时，可切换至另外一重主变流模块的中间直流电路，不影响辅助负载的正常工作。

附图说明

图1为现有的牵引变流器的方框结构图。

图2为两电平电路原理图。

图3为本实用新型的主辅一体化牵引变流器的方框结构图之一。

图4为本实用新型中的二极管嵌位型三电平电路的原理图。

图5为本实用新型的主辅一体化牵引变流器的方框结构图之二。

图6为本实用新型的主辅一体化牵引变流器的方框结构图之三。

图中标号表示：1、主变流模块；11、三电平整流单元；12、中间直流电路；13、逆变单元；2、辅助变流模块；3、开关模块；4、充电机模块。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图3至图6所示，本实施例的列车主辅一体化牵引变流器，包括辅助变流模块2、开关模块3和一重以上相互独立的的主变流模块1；各主变流模块1均包括依次相连的三电平整流单元11、中间直流电路12和逆变单元13，辅助变流模块2通过开关模块3与各重主变流模块1的中间直流电路12相连，并通过开关模块3的开关切换从任意一重主变流模块1的中间直流电路12取电。本实用新型的列车主辅一体化牵引变流器，采用三电平整流单元11，相对于两电平整流单元，在相同电压等级要求下，三电平功率元件等级比两电平低，成本低；另外在相同的开关频率下，可以获得更好的频谱特性和动态性能，输出电压谐波含量减少，对外围电路的干扰减小；另外，各重主变流模块1之间完全独立（省去了现有中间直流电路12之间的直流二次谐波回路），当某一重的主变流模块1故障时，不会影响另外的主变流模块1，减少了牵引力的损失，提升变流器的可靠性，降低了牵引变流器的体积和重量；辅助变流模块2从中间直流电路12取电，并且通过开关模块3可在任一重主变流模块1的中间直流电路12中自由切换，当一重主变流模块1出现故障时，可切换至另外一重主变流模块1的中间直流电路12，不影响辅助负载的正常工作。

本实施例中，逆变单元13为两电平逆变器或者三电平逆变器。其中三电平整流单元11或者三电平逆变器均可采用二极管嵌位型三电平电路（具体结构同现有技术，在此不再赘述），如图4所示。

如图5所示，本实施例中，还包括充电机模块4，充电机模块4的输入端与辅助变流模块2的输出端相连；当然，如图6所示，充电机模块4的输入端也可以直接与各重主变流模块1的中间直流电路12相连。

本实施例中，辅助变流模块2包括依次相连的辅助逆变器和辅助变压器，辅助逆变器为三电平辅助逆变单元。

如图3所示，本实施例中，开关模块3包括多个切换开关，多个切换开关相互并联且与各主变流模块1的中间直流电路12一一对应连接，切换开关可采用隔离器或者接触器。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。