一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路及系统的制作方法

本申请涉及轨道列车供电的，具体地，涉及一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路及系统。

背景技术：

1、在轨道交通直流供电系统领域，高压直流供电与750v直流供电相比，具有供电半径大、车站间距大、容量大等优点；且车站间距大可以设置较少的牵引变电所，降低建设投资成本以及后期维护成本；此外，轨道列车的高压直流供电中，接触网上的损耗与电压成反比，损耗较小，存在节能环保的优势；因此，采用高压直流供电在轨道交通直流供电系统中具有明显优势。

2、辅助变流设备是轨道列车上的重要供电设备，目前，轨道列车的辅助变流设备主要存在如下几种；

3、其一为：高压直流电直接经过逆变器然后再通过工频变压器降压隔离的辅助供电电路，此种电路逆变器由于用于高压场合开关管的电压等级要求较高，且数量也相多，成本较高；

4、其二为：高频的带隔离变压器的dc/dc变换器再经过逆变、滤波等组成的辅助供电电路，此种电路功率密度较高，但系统较复杂。

5、因此，一种线路损耗较小且能够有效节约能源的用于轨道列车高压直流供电的辅助变流系统就显得尤为重要。

6、在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路及系统，以解决传统的辅助交流电路线路损耗大的技术问题。

2、根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，包括：依次连接的dc/dc降压电路、辅助逆变电路、隔离变压器和滤波电路；

3、所述dc/dc降压电路，其输入端与高压直流供电装置的电压输出端相连，用于将高压直流电压转换为低电压等级的直流电压；

4、辅助逆变电路，用于将dc/dc降压电路输出的低电压等级的直流电压逆变为交流电压；

5、隔离变压器，用于对辅助逆变电路输出的交流电进行电压隔离及降压；

6、滤波电路，其输出端与辅助用电设备相连，用于滤除隔离电压器输出的三相交流电压中的高频谐波。

7、优选地，所述dc/dc降压电路包括：电感l1、电感l2、电容c1、电容c2、开关管q0和二极管vd；

8、所述电感l1的一端与高压直流供电装置的电压输出正端相连；

9、所述电感l1的另一端并接电容c1的一端后与开关管q0的集电极相连，所述开关管q0的发射极并接电容c2的一端、二极管vd的负极后与辅助逆变电路的输入正端相连；

10、所述电容c1的另一端并接二极管vd的正极后与电感l2的一端相连，所述电感l2的另一端并接电容c2的另一端后与高压直流供电装置的电压输出负端、辅助逆变电路的输入负端相连；

11、所述开关管q0的门极与控制器的输出端相连。

12、优选地，所述辅助逆变电路为二电平电压型逆变器。

13、优选地，所述辅助逆变电路包括：开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5和开关管q6；

14、所述开关管q1的集电极并接开关管q2的集电极、开关管q3的集电极后与辅助逆变电路的输入正端相连；

15、所述开关管q1的发射极并接关管q4的集电极后与隔离变压器的原边绕组的第一相线相连，所述开关管q2的发射极并接关管q5的集电极后与隔离变压器的原边绕组的第二相线相连，所述开关管q3的发射极并接关管q6的集电极后与隔离变压器的原边绕组的第三相线相连；

16、所述开关管q4的发射极并接开关管q5的发射极、开关管q6的发射极后与辅助逆变电路(20)的输入负端相连；

17、所述开关管q1的门极、开关管q2的门极、开关管q3的门极、开关管q4的门极、开关管q5的门极和开关管q6的门极均与控制器的输出端相连。

18、优选地，所述开关管q1的集电极和发射极之间、开关管q2的集电极和发射极之间、开关管q3的集电极和发射极之间、开关管q4的集电极和发射极之间、开关管q5的集电极和发射极之间、开关管q6的集电极和发射极之间均反向并联有一个续流二极管。

19、优选地，所述隔离变压器为三相变压器；

20、所述隔离变压器的原边绕组为三角形接法，所述隔离变压器的副边绕组为星型接法；

21、所述隔离变压器的副边绕组的中性点为隔离变压器的零线输出端。

22、优选地，所述滤波电路为三相lc低通滤波器。

23、根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流系统，包括：控制器和辅助交流电路；所述控制器的输出端与辅助交流电路的输入端相连；

24、所述控制器，用于控制辅助交流电路的运行；

25、所述辅助交流电路，为如上所述的用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路。

26、本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

27、1、本申请中，通过dc/dc降压电路能够将将高压直流电压转换为低电压等级的直流电压，使得输入到辅助逆变电路中的电压等级降低，且减小了输入电流的脉动，进而降低整个电路的损耗，且能够降低辅助逆变电路的成本，实用性极强。

28、2、本申请中，通过滤波电路能够滤除滤除经过隔离变压器后产生的高频分量，提高辅助变流电路的抗干扰性。

技术特征：

1.一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，包括：依次连接的dc/dc降压电路(10)、辅助逆变电路(20)、隔离变压器(30)和滤波电路(40)；

2.根据权利要求1所述的一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，所述dc/dc降压电路(10)包括：电感l1、电感l2、电容c1、电容c2、开关管q0和二极管vd；

3.根据权利要求2所述的一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，所述辅助逆变电路(20)为二电平电压型逆变器。

4.根据权利要求3所述的一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，所述辅助逆变电路(20)包括：开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5和开关管q6；

5.根据权利要求4所述的一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，所述开关管q1的集电极和发射极之间、开关管q2的集电极和发射极之间、开关管q3的集电极和发射极之间、开关管q4的集电极和发射极之间、开关管q5的集电极和发射极之间、开关管q6的集电极和发射极之间均反向并联有一个续流二极管。

6.根据权利要求1所述的一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，所述隔离变压器(30)为三相变压器；

7.根据权利要求1所述的一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路，其特征在于，所述滤波电路(40)为三相lc低通滤波器。

8.一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流系统，包括：控制器和辅助交流电路；所述控制器的输出端与辅助交流电路的输入端相连；

技术总结
本申请实施例提供了一种用于轨道列车高压直流供电的辅助变流电路及系统，所述辅助变流电路，包括：依次连接的DC/DC降压电路、辅助逆变电路、隔离变压器和滤波电路；所述DC/DC降压电路，其输入端与高压直流供电装置的电压输出端相连，用于将高压直流电压转换为低电压等级的直流电压；辅助逆变电路，用于将DC/DC降压电路输出的低电压等级的直流电压逆变为交流电压；隔离变压器，用于对辅助逆变电路输出的交流电进行电压隔离及降压；滤波电路，其输出端与辅助用电设备相连，用于滤除隔离电压器输出的三相交流电压中的高频谐波；具有线路损耗小的有益效果，适用于轨道列车供电的技术领域。

技术研发人员：曹泽乾,齐洪峰,臧晓艳,张士臣,曹春伟,潘硕,李硕,王艮川,晏志飞,王洋
受保护的技术使用者：中车唐山机车车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13