一种轨道交通双向牵引整流器的馈能系统的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及一种轨道交通双向牵引整流器的馈能系统。

背景技术：

目前对电力机车及电动车组制动产生的能量进行回收再利用普遍采用的技术方案分为耗能型和馈能型两种。耗能型方案采用斩波器与制动电阻配合，将制动能量消耗在制动电阻上，能量以热量的形式消耗掉；馈能型方案一般为交直交传动电力机车和电动车组所普遍采用，通过机车牵引整流器将制动能量回馈至牵引供电网。

其中，制动能量是在电力机车或电动车组行驶过程中减速制动时，牵引电机的转子转速大于牵引电机的同步转速，转子绕组感应电动势与电流方向改变，电磁转矩方向也随之改变并与转子转向相反，列车减速制动，牵引电机工作于发电工况所产生的再生制动电能。目前通常采用双向馈能逻辑控制，轨道交通运行中“馈能时不会整流”，整流效率和逆变还原度有待提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轨道交通双向牵引整流器的馈能系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轨道交通双向牵引整流器的馈能系统，包括依次连接的牵引网、牵引逆变器、滤波器、牵引整流器、变流变压器、开关柜和电网，所述牵引整流器连接主控单元，还包括并联连接牵引整流器的三电平逆变器，所述三电平逆变器分别通过电压测量单元、电流测量单元、温度检测单元、驱动单元、保护单元与所述主控单元连接，所述主控单元还通过回馈电压检测单元连接三电平逆变器的三相输出端。

优选的，所述主控单元采用DSP控制器与FPGA控制器组成的双控制器。

优选的，所述驱动单元包括IGBT驱动电路。

优选的，所述IGBT驱动电路为IGBT光耦隔离驱动电路，采用12个HCPL-316J光耦隔离驱动芯片驱动12只IGBT，驱动电路与FPGA相连接，将FPGA输出的PWM控制信号转化为IGBT的驱动信号。

优选的，所述三电平逆变器采用T型三电平逆变器。

优选的，所述DSP控制器型号为TMS320F2812DSP。

与现有技术相比，本实用新型将三电平逆变器直接与牵引整流器并联，采用独立三电平逆变器进行馈能，由统一主控单元进行控制，可以解决能量回馈时产生的换流问题，比传统双向可控整流馈能效率高，逆变还原度高，对馈能注入系统的影响小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标注：1、牵引网，2、牵引逆变器，3、滤波器，4、牵引整流器，5、变流变压器，6、开关柜，7、电网，8、三电平逆变器，9、主控单元，10、电压测量单元，11、电流测量单元，12、温度检测单元，13、驱动单元，14、保护单元，15、回馈电压检测单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所述，本申请提出一种轨道交通双向牵引整流器的馈能系统，包括依次连接的牵引网1、牵引逆变器2、滤波器3、牵引整流器4、变流变压器5、开关柜6和电网7，牵引整流器4连接主控单元9，牵引整流器4并联连接T型三电平逆变器8，三电平逆变器8分别通过电压测量单元10、电流测量单元11、温度检测单元12、驱动单元13、保护单元14与主控单元9连接，主控单元9还通过回馈电压检测单元15连接三电平逆变器8的三相输出端。

主控单元9采用DSP控制器与FPGA控制器组成的双控制器，DSP控制器与FPGA控制器通过数据总线和地址总线相连。DSP控制器负责数据采集、矢量序列相关计算、信号指示、故障保护和PWM信号产生，具体型号为TMS320F2812DSP。FPGA控制器采用高性能Cyclone系列现场可编辑逻辑器件作为协处理器芯片，在该芯片上使用硬件描述语言VHDL实现AD芯片采样控制、三相锁相环算法、三电平SVPWM波形控制算法、逻辑控制输出以及故障信号检测与停机保护等功能。

主控单元9通过回馈电压检测单元15采集馈能电压，FPGA控制器将回馈电压与设定的馈能启动电压、馈能停止电压比较，生成逻辑控制信号发送到DSP控制器，启动或停止三电平逆变器8馈能过程。主控单元9通过电压测量单元10、电流测量单元11、温度检测单元12负责对三电平逆变器8进行检测，并将检测结果传递给FPGA控制器。FPGA控制器对采样数据进行零飘滤波算法和三相锁相环算法后，得到预处理的馈能三相电压量、逆变器输出电流量、直流侧电压量及电网电压的相位信息。FPGA控制器通过内部构建的双口RAM作为缓冲，将数据信息通过数据总线发送给DSP控制器。DSP控制器读取FPGA控制器传送的采集数据，通过两个直流侧电压信息完成最大功率跟踪算法与中性点平衡算法，DSP控制器输出的PWM控制信号通过FPGA控制器连接到驱动单元13。

驱动单元13包括IGBT驱动电路。本实施例中，IGBT驱动电路为IGBT光耦隔离驱动电路，采用12个HCPL-316J光耦隔离驱动芯片驱动12只IGBT，驱动电路与FPGA控制器相连接，将FPGA控制器输出的PWM控制信号转化为IGBT的驱动信号。