…Cln)并联接入桥形功率子模块(SMI 1、SM12、…SMln)的两个输出端。
[0066]针对子变压器201 (202、...20η)，其高压级210包含放电电阻Rll (R12、...Rln)和晶闸管D11(D12、-Din) ο放电电阻R11(R12、…Rln)和晶闸管D11(D12、…Dln)串联构成放电回路。放电回路与电容C11(C12、…Cln)并联接入桥形功率子模块SMll (SM12、…SMln)的两个输出端。
[0067]类似高压级210，为了提高电路的稳定性，输出级230还包含电容(C21、C22、…C2n)，电容(C21、C22、-4211)的作用是稳压储能以及滤波，从而提高装置的稳定性。同时，为了在输出级230停止工作时释放电容(C21、C22、一C2n)残留的电量，输出级230还包含放电回路。在本实施例中，输出级230的放电回路由放电电阻(R31、R32、…R3n)和晶闸管(D21、D22、…D2n)串联构成。放电回路与电容(C21、C22、…C2n)并联接入桥形整流电路(SM31、SM32、…SM3n)的两个输出端。
[0068]针对子变压器201 (202、…20η)，其输出级230包含放电电阻R31 (R32、…R3n)、晶闸管D21(D22、…D2n)以及电容C21(C22、…C2n)。放电电阻R31(R32、...R3n)和晶闸管D21(D22、…D2n)串联构成放电回路。放电回路与电容C21 (C22、…C2n)并联接入桥形整流电路SM31(SM32、…SM3n)的两个输出端。
[0069]高压级210和输出级230中放电电阻和晶闸管串联构成的放电回路和H桥后的电容并联。当子变压器工作时晶闸管处于关断状态，当子变压器被旁路时晶闸管开通，电容储存的电量通过放电回路转化为热能释放，提高了电路的安全性。
[0070]为了进一步提高装置安全性，在本实施例中还构建了辅助开关，辅助开关与输出级的输出端相连并连接到牵引电机。辅助开关被构造为根据旁路开关的开关控制状态建立或关断输出级与牵引电机的连接。
[0071]在本实施例中，辅助开关与子变压器一一对应。辅助开关基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构造，如图2所示，辅助开关由反向并联的绝缘栅极双极型晶体管(V1、V2、…或Vn)以及二极管(D31、D32、…或D3n)构造。每个辅助开关连接到相应的子变压器的输出级的一个输出端上。
[0072]输出级H桥后通过反并联着IGBT的二极管接到直流母线，工作状态时IGBT处于开通状态，旁路时IGBT处于关断状态，这能保证输出级在正常工作状态往直流母线传递能量，在制动状态下从直流母线吸收能量，旁路状态下与直流母线隔离。
[0073]旁路开关开通后，子变压器(201、202、…或20η)的高压级从供电网脱离，电容(C11、C12、…或Cln)电量由放电回路转化为热量释放。子变压器(201、202、…或20η)的输出级中连接H桥和直流母线的IGBT (辅助开关)关断，此时输出级仅通过二极管D3m接入直流母线。放电回路接通后电容C2m放电导致电压下降，当其低于直流母线电压时，二极管被截止，此时输出级与直流母线断开，电容残留电量通过放电回路释放。模块被旁路后，整体与网侧、直流母线断开连接。
[0074]旁路开关关断后，模块高压级接入网侧，能量流入模块高压级给电容(C11、C12、...或Cln)充电。当高压级电容电压达到一定值时启动模块整流器控制，网侧能量流经高压级、隔离级给输出级电容(C21、C22、…或C2n)充电。输出级IGBT模块开通，直流母线同时给输出级电容(C21、C22、…或C2n)充电。当电容电压超过直流母线电压时，输出级与直流母线间二极管接通，模块进入正常运行状态。
[0075]另外，为进一步提高装置输出电流的稳定程度，在本实施例中，直流母线上的电感L2和滤波电容C构成LC滤波回路，用于对输出级整流电流进行滤波。
[0076]综上，与现有技术相比，本实用新型的牵引变压装置结构简单，运行稳定，其体积和重量大大减小，不仅减小了列车设计难度，而且大大有益于列车提速。
[0077]虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。本实用新型所述的装置还可有其他多种实施例。在不背离本实用新型实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种牵引变压装置，其特征在于，所述装置包括多个级联的子变压器以及与所述子变压器对应的多个旁路开关，所述子变压器包含高压级、隔离级以及输出级，其中: 所述旁路开关与对应的所述子变压器的高压级的输入端连接并联连接，并同时连接到供电网中，其用于根据实际情况控制所述高压级接入/脱离所述供电网； 所述隔离级的输入端连接到所述高压级的输出端； 所述输出级的输入端连接到所述隔离级的输出端； 各个所述子变压器的输出级的输出端并联以输出电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述子变压器对应一个所述旁路开关。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旁路开关包含反并联连接的第一晶闸管、第二晶闸管以及与所述第一晶闸管、第二晶闸管并联的接触器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旁路开关包含相向串联连接的第一绝缘栅极双极型晶体管、第二绝缘栅极双极型晶体管，以及与所述第一绝缘栅极双极型晶体管、所述第二绝缘栅极双极型晶体管反并联的二极管。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包含辅助开关，所述辅助开关与所述输出级的输出端相连并连接到牵引电机，所述辅助开关被构造为根据所述旁路开关的开关控制状态建立或关断所述输出级与所述牵引电机的连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包含连接电抗，所述旁路开关通过所述连接电抗连接到所述供电网中。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包含滤波回路，所述滤波回路并联接到所述输出级的两个输出端。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述高压级包含桥形功率子模块、第一电容以及第一放电回路，其中: 所述桥形功率子模块的两个输入端并联到对应的所述旁路开关； 所述第一放电回路与所述第一电容并联到所述桥形功率子模块的两个输出端。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述隔离级包含高频调制电路以及单相次边单绕组高频变压器，其中: 所述高频调制电路的两个输入端并联到所述高压级的两个输出端； 所述单相次边单绕组高频变压器的两个输入端并联到所述高频调制电路的两个输出端。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述输出级包含桥形整流电路、第二电容以及第二放电回路，其中: 所述桥形整流电路的两个输入端并联到所述隔离级的两个输出端； 所述第二放电回路与所述第二电容并联连接到所述桥形整流电路的两个输出端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种牵引变压装置，所述装置包括多个级联的子变压器以及与所述子变压器对应的多个旁路开关，所述子变压器包含高压级、隔离级以及输出级，其中：所述旁路开关与对应的所述子变压器的高压级的输入端连接并连接到供电网中，其用于根据实际情况控制所述高压级接入/脱离所述供电网；所述隔离级的输入端连接到所述高压级的输出端；所述输出级的输入端连接到所述隔离级的输出端；各个所述子变压器的输出级的输出端并联以输出电压。与现有技术相比，本实用新型的牵引变压装置结构简单，运行稳定，其体积和重量大大减小，不仅减小了列车设计难度，而且大大有益于列车提速。
【IPC分类】B60L9-00, H02M5-45
【公开号】CN204559403
【申请号】CN201520215759
【发明人】冯江华, 张志学, 黄子昊, 刘华东, 张朝阳, 张定华, 尚敬, 梅文庆, 南永辉
【申请人】南车株洲电力机车研究所有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月10日