一种能量回馈模块及具有该模块的能量回馈装置的制作方法

文档序号:15153131发布日期:2018-08-10 21:24阅读:448来源:国知局

本实用新型涉及城市轨道交通供电装置领域,具体涉及一种能量回馈模块及具有该模块的能量回馈装置。



背景技术:

现在大部分城市中地铁属于人类出行的交通工具之一,地铁由于制动频繁,再生制动能量功率幅值大,传统的储能方式,是要求储能单元具有很大功率和容量,导致体积与造价增大,同时过于频繁的充放电会影响储能单元的寿命,而为了解决上述的技术问题,现有的技术是将再生制动能量经转换之后需要一个额外的升压变压器以完成回送任务,但其成本较高且占用较大空间。

鉴于上述缺陷,本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。



技术实现要素:

为解决上述技术缺陷,本实用新型采用的技术方案在于,提供一种能量回馈模块,其包括:第一回馈电路与第二回馈电路,其中所述的第一回馈电路包括:第一IGBT逆变器、第一交流滤波器以及第一动态电压恢复器依序电连接;所述的第二回馈电路包括:第二IGBT逆变器、第二交流滤波器以及第二动态电压恢复器依序电连接;所述的第一IGBT逆变器与第二IGBT逆变器输出端通过电容电连接。

较佳的,所述的IGBT逆变器包括并联的两组三相逆变桥,所述的每组三相逆变桥输入与直流电源相连接,每组三相逆变桥的三个输出端各自连接有一组LC滤波器。

较佳的,所述的每组三相逆变桥的两个输出端与LC滤波器连接处设置有电流传感器。

较佳的,所述的动态电压恢复器包括三组LC滤波器以及一三相三桥臂电压源型逆变器;其中,所述的LC滤波器与第一交流滤波器或第二交流滤波器的输出端的三相电压分别并联,所述的的LC滤波器与所述三相三桥臂电压源型逆变器的三个输出端各自连接,所述三相三桥臂电压源型逆变器的输出端为电压叠加后的输出端。

较佳的,一种如上述所述的能量回馈模块的能量回馈装置,其包括:n组二极管整流装置,其特征在于,每组二极管整流装置与所述的能量回馈模块反向并联,其中,n为自然数。

较佳的,所述的二极管整流装置由整流变压器和剩余电流互感器电连接,所述的能量回馈模块反向并联于所述剩余电流互感器的两端。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于:1,本实用新型的模块结合现有的整流装置逆向使用,能够使地铁中产生制动能量向自身电网中的回馈,提高了再生制动能量的利用率。2,本实用新型能够省去控制制动能量的额外的升压变压器,有效降低了成本,减少能量的浪费,提高环保质量。3,本实用新型通过能量回馈模块将再生制动的能量到整流变压器的副边,提高了电能的质量,并降低电能的耗损。4,本实用新型中的IGBT逆变器,不仅能够有效的读取电流的数值,还能够有效的提高直流电变交流电转化率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的结构图;

图2是本实用新型中逆变器的结构图;

图3是本实用新型中动态电压恢复器的结构图。

具体实施方式

以下结合附图,对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示,一种能量回馈模块2,包括第一回馈电路与第二回馈电路,第一回馈电路包括:第一IGBT逆变器11、第一交流滤波器21以及第一动态电压恢复器31依序电连接;第二回馈电路包括:第二IGBT逆变器12、第二交流滤波器22以及第二动态电压恢复器32依序电连接;第一IGBT逆变器11与第二IGBT逆变器12输出端通过电容C并联连接,当列车制动时,再生能量通过逆变器回馈到交流电网中,由于逆变器工作于PWM逆变状态,电容C能够有效的减小直流接触网的电流纹波,提高了再生制动能量的利用率。

第一交流滤波器21和第二交流滤波器22均是由一个交流滤波电感和一个交流滤波电容串联而成。其中,交流滤波电感器的一端与IGBT逆变器串联,交流滤波电感器的另一端和交流滤波电容的一端的连接点连接动态电压恢复器,交流滤波电容的另一端接地。

逆变器的交流侧串联滤波器,是为了减小交流侧电流和电压谐波从而减小交流侧电流和电压谐波。

如图2所示,IGBT逆变器包括一直流母线电源,电源的正负极连接两组三相逆变桥102,两组三相逆变桥102通过并联相连接。三相逆变桥102的直流正极接到母线电源正极输出端,三相IGBT逆变桥102的直流负极接到母线电源负极输出端,三相逆变桥102均通过连接点串联三个LC滤波器连接,LC滤波器的另一端作为IGBT逆变器的交流输出端,最终能够有效的提高直流电变交流电转化率。

每组三相逆变桥的102两个输出端与LC滤波器连接处设置有电流传感器DCH,用于实时读取电流的数值,高准确度、高稳定性、高可靠性,任何时候均能做到零点归零。

如图3所示,动态电压恢复器为三相三桥臂电压源型逆变器,用于在再生制动能量回馈时将经过LC滤波器后和DVR输出电压叠加,使能量向电网中回馈。

动态电压恢复器(DVR)为三相三桥臂电压源型逆变器,用于在再生制动能量回馈时将经过LC滤波器后和DVR输出电压叠加,使能量向电网中回馈。

动态电压恢复器包括三组LC滤波器以及一三相三桥臂电压源型逆变器,第一交流滤波器和第二交流滤波器分别输出的三相电压ua、ub、uc的输出端分别并联一组LC滤波器,LC滤波器由一滤波电容和一滤波电阻串联而成,三组LC滤波器的滤波电容的输出端相互并联并接地,每组LC滤波器的输入端与三相三桥臂电压源型逆变器三个输出端各自连接,三相三桥臂电压源型逆变器的输出端为电压叠加后的输出端。

动态电压恢复器可以有效抑制谐波以及三相不平衡,提高电能质量。

如图1所示,一种再生制动能量回馈装置1,包括:能量回馈模块2和n组二极管整流装置3,每组二极管整流装置上反并联一能量回馈模块2,二极管整流装置3由整流变压器和剩余电流互感器电连接,能量回馈模块2反向并联于所述剩余电流互感器的两端,将再生制动能量回馈到整流变压器的副边,能够有效的提高了电能的质量,并降低电能的耗损。

根据实际整流装置系统工作模式进行安装所需要回馈模块。

例如:根据整流供电系统三制式工作模式分别为:DC750V/3MW、DC1500V/6MW和DC3000V/9MW,直流电流最大控制电流为:5kA,所需回馈的最大功率也为9MW。

分别计算:

当DC750V/3MW时,为2组整流装置并联,直流供电电流为3MW/750V=4kA,每套电流为2kA;

当DC1500V/6MW时,为2组整流装置串联后再并联,直流供电电流为6MW/1500V=4kA,每套电流为2kA;

当DC3000V/9MW时,为4组整流装置串联,直流供电电流为9MW/3000V=3kA,每套电流亦为3kA。

考虑回馈的最大直流电流为3kA,每套逆变装置额定功率为2.25MW。

本实用新型的再生制动能量回馈装置1,将地铁再生制动能量回馈到整流变压器的副边,充分利用原有设备完成能量回馈,且省去了额外的升压变压器,降低了设备本身的造价。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,对本实用新型而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本实用新型的保护范围内。

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