一种基于拆分直流电压的新型净化电源的制作方法

本实用新型属于电气化铁路技术领域，尤其涉及一种基于拆分直流电压的新型净化电源。

背景技术：

铁路建设线路有时会经过数百公里的无人区，无人区内无电网项目，周围无电可用，但是铁路沿线的电路负荷必须得到保障，而通过牵引侧取电转换成适合铁路电力使用的电源成为一种良好的选择，净化电源装置就是在这种背景下产生的一种电源变换装置。但是传统的净化电源装置常采用多绕组变压器引入电压，存在着变压器成本高、制造工艺难度大、体积大、重量大等问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种通过采用 H桥高压整流晶闸管阀组直接与电网连接结构，铁路牵引供电系统的可靠性和电能质量高，体积和重量小的基于拆分直流电压的新型净化电源。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于拆分直流电压的新型净化电源，包括

高压级联AC/DC电路，用于连接到单相27.5kV牵引网上，并进行AC/DC 整流变换和拆分直流电压；

双向隔离DC/DC电路，其输入端和输出端分别与高压级联AC/DC电路和级联DC/AC逆变电路连接，用于将拆分后直流电生成若干悬浮独立直流电，并对将牵引网存在的电能质量问题进行隔离；

级联DC/AC逆变电路，用于从双向隔离DC/DC电路获取直流电，并逆变成三相交流电；

LCR滤波输出电路，连接在级联DC/AC逆变电路的输出端上，对三相交流电进行滤波处理。

进一步地，所述高压级联AC/DC电路采用高压大功率整流用晶闸管阀组形成级联拓扑，其高压直流侧采用均压电阻电容强制均压拆分为多级直流电压，接入到双向隔离DC/DC电路。

进一步地，所述的双向隔离DC/DC电路由单相全控整流桥、高频变压器、单相全控桥和隔直电容组成，且所述单相全控整流桥、高频变压器、单相全控桥依次导通连接，所述隔直电容串联在单相全控整流桥的输出端上，而且所述单相全控整流桥的输入端连接到高压级联AC/DC电路的高压直流侧，所述单相全控桥的输出端连接到级联DC/AC逆变电路。

进一步地，所述级联DC/AC逆变电路是由多组并联型储能平波电容和功率单元级联组成高压逆变器，其输出端连接到LCR滤波输出电路；且所述功率单元由单相全控H桥型组成，且功率单元的输出端交替级联连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上述技术方案，即可通过采用H桥高压整流晶闸管阀组直接与电网连接结构，替代了传统的工频变压器，提高了铁路牵引供电系统的可靠性及电能质量，且体积和重量大大减小，同时在控制实现的难易程度、拓扑结构和成本控制等方面具有明显的优势。

附图说明

图1是本实用新型所述基于拆分直流电压的新型净化电源实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述基于拆分直流电压的新型净化电源实施例中双向隔离DC/DC电路和级联DC/AC逆变电路的结构示意图；

图3是本实用新型所述基于拆分直流电压的新型净化电源实施例中 LCR滤波输出电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示：

本实用新型实施例所述的基于拆分直流电压的新型净化电源，包括依次导通连接的高压级联AC/DC电路1、双向隔离DC/DC电路2、级联DC/AC 逆变电路3和LCR滤波输出电路4。其中，所述高压级联AC/DC电路1，用于连接到单相27.5kV牵引网上，并进行AC/DC整流变换和拆分直流电压；所述双向隔离DC/DC电路2，其输入端和输出端分别与高压级联AC/DC电路1和级联DC/AC逆变电路3连接，用于将拆分后直流电生成若干悬浮独立直流电，并对将牵引网存在的电能质量问题进行隔离；所述级联DC/AC 逆变电路3，用于从双向隔离DC/DC电路2获取直流电，并逆变成三相交流电；所述LCR滤波输出电路4，连接在级联DC/AC逆变电路3的输出端上，对三相交流电进行滤波处理。

具体结构可以为：所述高压级联AC/DC电路1采用高压大功率整流用晶闸管阀组形成级联拓扑，其高压直流侧采用均压电阻电容强制均压拆分为多级直流电压，接入到双向隔离DC/DC电路2。所述的双向隔离DC/DC 电路2由单相全控整流桥5、高频变压器6、单相全控桥7和隔直电容10 组成，且单相全控整流桥5、高频变压器6、单相全控桥7依次导通连接，所述隔直电容10串联在单相全控整流桥5的输出端上，而且所述单相全控整流桥5的输入端连接到高压级联AC/DC电路1的高压直流侧，所述单相全控桥7的输出端连接到级联DC/AC逆变电路3。所述级联DC/AC逆变电路3是由多组并联型储能平波电容8和功率单元9级联组成高压逆变器，其输出端连接到LCR滤波输出电路4；且功率单元9由单相全控H桥型组成，且功率单元9的输出端交替级联连接。

本实用新型所述基于拆分直流电压的新型净化电源工作时，首先高压级联AC/DC电路1从单相27.5kV牵引网接入高压交流电，并进行AC/DC 整流变换和拆分直流电压后输送给双向隔离DC/DC电路2；然后双向隔离 DC/DC电路2将拆分后直流电生成若干悬浮独立直流电，并输送至级联 DC/AC逆变电路3，同时对将牵引网存在的电能质量问题进行隔离；接着级联DC/AC逆变电路3从双向隔离DC/DC电路2获取直流电后逆变成三相交流电，并输送给LCR滤波输出电路4处理后输出三相交流供给铁路系统站内用电、贯通线、自闭线等电力供电线路，使铁路站内供电、贯通线供电、自闭线供电得到保障，下游信号、行车、防灾预警、调度等一系列负荷能够正常可靠，从而保障铁路安全运行。

这样，本实用新型所述基于拆分直流电压的新型净化电源即可通过采用H桥高压整流晶闸管阀组直接与电网连接结构，替代了传统的工频变压器，提高了铁路牵引供电系统的可靠性及电能质量，且体积和重量大大减小，同时在控制实现的难易程度、拓扑结构和成本控制等方面具有明显的优势。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。