一种低损耗型城市轨道交通双向变流器的制作方法

本实用新型涉及一种双向变流器，更具体的说，尤其涉及一种低损耗型城市轨道交通双向变流器。

背景技术：

地铁采用直流牵引供电方式，牵引变电所采用的是二极管不可控整流，能量只能由交流侧流向直流侧，能量只具备单向流动性。当列车再生制动时，牵引电机的电动工况转变为发电工况，列车的动能转化成为电能，除一部分被再生列车自身辅助电力设备消耗外，大部分回馈到直流牵引网上，一般会再设置一套再生制动能量吸收装置吸收掉多余的再生电能，维持网压稳定，最大限度地发挥列车再生制动能力。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种低损耗型城市轨道交通双向变流器。

本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，包括隔离变压器t1、不控整流单元a1、dc/ac双向变换单元a2、dc/ac双向变换单元a3和不控整流单元a4，隔离变压器t1设置有1个一次绕组和2个二次绕组，隔离变压器t1的一次绕组与交流供电网络相连接；其特征在于：不控整流单元a1与dc/ac双向变换单元a2为一组并进行并联，其直流侧均接于直流牵引电网上，其交流侧同时接于隔离变压器t1的一个二次绕组上；dc/ac双向变换单元a3与不控整流单元a4为一组并进行并联，其直流侧均接于直流牵引电网上，其交流侧同时接于隔离变压器t1的另一个二次绕组上。

本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，包括滤波电容器c1，滤波电容器c1的两端分别接于直流牵引电网的正、负母线上。

本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，在逆变状态下，不控整流单元a1和不控整流单元a4不工作，dc/ac双向变换单元a2和dc/ac双向变换单元a3处于逆变模式；在整流状态下，不控整流单元a1和不控整流单元a4处于不控整流模式，dc/ac双向变换单元a2、a3用于补偿不控整流单元a1、a4对交流供电网络造成的电流谐波。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，工作在逆变模式时，不控整流单元a1、a4不工作，a2、a3单元工作于逆变模式。低损耗型城市轨道交通双向变流器工作在整流模式时，不控整流单元a1、a4处于不控整流工作模式，a2、a3单元补偿a1、a4工作带来的谐波电流。a1、a4工作的开关频率只有50hz，其提供主要的电流，发热量相比可控整流来说非常小，但是其给交流供电网络带来的电流谐波也相对较大，此种情况下使用a2、a3提供谐波补偿功能，所提供的电流不大，损耗也相对较小。通过两者结合的方式，既降低了损耗，也保证了带给交流供电网络的谐波在相对较小的数值。

附图说明

图1为本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器的电路原理图。

图中：1直流牵引电网，2交流供电网络，3隔离变压器t1，4滤波电容c1。不控整流单元a1，dc/ac双向变换单元a2，dc/ac双向变换单元a3，不控整流单元a4。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器的电路原理图，其由隔离变压器t1（3）、滤波电容器c1（4）、不控整流单元a1、不控整流单元a4、dc/ac双向变换单元a2以及dc/ac双向变换单元a3组成，隔离变压器t1实现电压转换和电器隔离作用，其设置有1个一次绕组和2个二次绕组，隔离变压器t1的一次绕组与交流供电网络2相连接，滤波电容c1的两端接于直流牵引电网1上，以滤除直流牵引电网上的交流信号，实现直流牵引电网1的稳压。

所示的不控整流单元a1与dc/ac双向变换单元a2为一组，其采用并联的方式布置，a1与a2直流侧的正、负接线端分别接于直流牵引电网1的正、负母线上，a1与a2交流侧的接线端分别接于隔离变压器t1的一个二次绕组上。不控整流单元a4与dc/ac双向变换单元a3为一组，其亦采用并联的方式布置，a3与a4直流侧的正、负接线端分别接于直流牵引电网1的正、负母线上，a3与a4交流侧的接线端分别接于隔离变压器t1的另一个二次绕组上。

本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，可以工作在整流和逆变两种工作模式，整流工作模式是将交流电能转换为直流电能送至直流牵引电网，逆变工作模式是将直流电能转换为交流电能送至交流供电网络。

在逆变工作模式下，不控整流单元a1和不控整流单元a4不工作，dc/ac双向变换单元a2和a3工作，在控制信号的作用下将直流牵引电网1上的直流电逆变为交流电后输入至隔离变压器t1的二次侧，再经隔离变压器t1的电压转换后输入至交流供电网络2上，实现列车制动时的能量回馈。

在整流工作模式下，交流供电网络2上的交流电经隔离变压器t1的变压后，经不控整流单元a1和a4的不控整流，将交流电转化为直流电并输入至直流牵引电网1上，以供列车工作。由于不控整流单元a1和a4工作的开关频率只有50hz，其提供主要的电流，发热量相比可控整流来说非常小，但是其给交流供电网络带来的电流谐波也相对较大，此种情况下使用a2、a3提供谐波补偿功能，所提供的电流不大，损耗也相对较小。通过两者结合的方式，既降低了损耗，也保证了带给交流供电网络的谐波在相对较小的数值。

技术特征：

1.一种低损耗型城市轨道交通双向变流器，包括隔离变压器t1（3）、不控整流单元a1、dc/ac双向变换单元a2、dc/ac双向变换单元a3和不控整流单元a4，隔离变压器t1设置有1个一次绕组和2个二次绕组，隔离变压器t1的一次绕组与交流供电网络相连接；其特征在于：不控整流单元a1与dc/ac双向变换单元a2为一组并进行并联，其直流侧均接于直流牵引电网上，其交流侧同时接于隔离变压器t1的一个二次绕组上；dc/ac双向变换单元a3与不控整流单元a4为一组并进行并联，其直流侧均接于直流牵引电网上，其交流侧同时接于隔离变压器t1的另一个二次绕组上。

2.根据权利要求1所述的低损耗型城市轨道交通双向变流器，其特征在于：包括滤波电容器c1（4），滤波电容器c1的两端分别接于直流牵引电网（1）的正、负母线上。

3.根据权利要求1或2所述的低损耗型城市轨道交通双向变流器，其特征在于：在逆变状态下，不控整流单元a1和不控整流单元a4不工作，dc/ac双向变换单元a2和dc/ac双向变换单元a3处于逆变模式；在整流状态下，不控整流单元a1和不控整流单元a4处于不控整流模式，dc/ac双向变换单元a2、a3用于补偿不控整流单元a1、a4对交流供电网络造成的电流谐波。

技术总结
本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，包括隔离变压器T1、不控整流单元A1和A4、DC/AC双向变换单元A2和A3，隔离变压器T1设置有1个一次绕组和2个二次绕组，A1与A2为一组并进行并联，其直流侧均接于直流牵引电网上，其交流侧同时接于隔离变压器T1的一个二次绕组上；A3与A4为一组并进行并联，其交流侧同时接于T1的另一个二次绕组上。本实用新型的低损耗型城市轨道交通双向变流器，在整流模式时，A1、A4处于不控整流工作模式，发热量相比可控整流来说非常小，A2、A3单元补偿A1、A4工作带来的谐波电流，通过两者结合的方式，既降低了损耗，也保证了带给交流供电网络的谐波在相对较小的数值。

技术研发人员：胡顺全;吴建华;尹彭飞;丁宁;姬脉胜;亢丽平;邵景红;张岩;王卫国
受保护的技术使用者：新风光电子科技股份有限公司
技术研发日：2019.10.14
技术公布日：2020.04.17