高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高速动车组技术领域，尤其涉及一种高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路。
【背景技术】
[0002]高速动车组技术近年来得到了飞速的发展，牵引变流器是高速动车组的重要组成部分。牵引变流器输出三相交流电以驱动高速动车组内的牵引电机运行，从而驱动动车组的运行。
[0003]牵弓I变流器一般由整流器、母线电压处理回路和逆变器等组成。其中，整流器对输入的电压进行整流处理，母线电压处理回路维持母线电压的稳定，从而保证逆变器能够根据稳定的母线电压控制牵引电机的可靠运行。因此，保证整流器输出电压波形稳定，尽量降低谐波，以及保证母线电压的稳定，对于牵引电机的可靠运行以及牵引变流器的器件安全至关重要。另外，现有的动车组技术方案中，多采用车控模式，即一台逆变器驱动4台牵引电机运行。这种主电路的牵引变流器多采用开环的控制方式，整体控制性能较差。
【发明内容】
[0004]针对上述存在的问题，本发明提供一种高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路，用以实现对牵引电机的安全、可靠控制。
[0005]本发明提供了一种高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路，包括:
[0006]依次连接的预充电电路、整流电路、母线电压处理电路和逆变电路；
[0007]所述预充电电路，用于在所述牵引变流器初始上电时控制输入电流的变化幅度，所述预充电电路包括第一预充电电路和第二预充电电路；
[0008]所述整流电路包括并联连接的第一四象限整流器和第二四象限整流器；
[0009]所述第一四象限整流器的第一输入端与所述第一预充电电路的输出端连接，所述第一四象限整流器的第二输入端与牵引变压器的二次侧输出绕组NI连接，所述第一预充电电路的输入端与所述牵引变压器的二次侧输出绕组Pl连接，所述第一四象限整流器的第一输出端和第二输出端分别连接在母线的正端和负端；
[0010]所述第二四象限整流器的第一输入端与所述第二预充电电路的输出端连接，所述第二四象限整流器的第二输入端与所述牵引变压器的二次侧输出绕组N2连接，所述第二预充电电路的输入端与所述牵引变压器的二次侧输出绕组P2连接，所述第二四象限整流器的第一输出端和第二输出端分别连接在母线的正端和负端；
[0011]所述母线电压处理电路包括二次滤波电路和支撑电容，所述二次滤波电路和所述支撑电容并联连接在所述母线的正端和负端间；所述二次滤波电路用于滤除所述整流电路输出电压即母线电压中的二次谐波，所述支撑电容用于去除所述输出电压中的纹波；
[0012]所述逆变电路包括并联连接的第一三相逆变器和第二三相逆变器，所述第一三相逆变器的第一输入端和第二输入端分别连接在母线的正端和负端，所述第一三相逆变器的三相输出端连接两个牵引电机；所述第二三相逆变器的第一输入端和第二输入端分别连接在母线的正端和负端，所述第二三相逆变器的三相输出端连接另两个牵引电机；
[0013]所述第一三相逆变器连接的所述两个牵引电机位于一个转向架上，且所述两个牵引电机中的一个为正转，另一个为反转；所述第二三相逆变器连接的所述另两个牵引电机位于另一个转向架上，且所述另两个牵引电机中的一个为正转，另一个为反转。
[0014]本发明提供的高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路，包括依次连接的预充电电路、整流电路、母线电压处理电路和逆变电路。其中，预充电电路用于在牵引变流器初始上电时控制输入电流的变化幅度，使得输入整流电路的电流的变化幅度不至于过大，有利于降低对变流器各器件的损坏；整流电路包括并联连接的两个四象限整流器，从而能够提高滤除电流中高次谐波的效果；母线电压处理电路包括二次滤波电路和支撑电容，用于滤除电压中的二次谐波和纹波，使得输入逆变电路的电压更加准确稳定；逆变电路包括两个并联的逆变器，每个逆变器驱动两个牵引电机，且同一逆变器驱动的两个牵引电机位于同一个转向架上，且一个为正转，一个为反转，以该转向架方式驱动牵引电机具有更佳的可靠性。通过控制输入电流的变化幅度、滤除输入电流中的高次谐波、滤除母线电压的二次谐波、纹波，使得输入逆变器的电压准确可靠，有利于保证对牵引电机的安全可靠驱动。
【附图说明】
[0015]图1为本发明高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路实施例一的电路组成示意图；
[0016]图2为本发明高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路实施例二的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]图1为本发明高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路实施例一的电路组成示意图，如图1所示，该主电路包括:
[0018]依次连接的预充电电路1、整流电路2、母线电压处理电路3和逆变电路4 ;
[0019]所述预充电电路1，用于在所述牵引变流器初始上电时控制输入电流的变化幅度，所述预充电电路包括第一预充电电路11和第二预充电电路12 ；
[0020]所述整流电路2包括并联连接的第一四象限整流器21和第二四象限整流器22 ;
[0021]所述第一四象限整流器21的第一输入端A3与所述第一预充电电路11的输出端BI连接，所述第一四象限整流器21的第二输入端B3与牵引变压器的二次侧输出绕组NI连接，所述第一预充电电路11的输入端Al与所述牵引变压器的二次侧输出绕组Pl连接，所述第一四象限整流器21的第一输出端El和第二输出端Fl分别连接在母线的正端VDC+和负端VDC-；
[0022]所述第二四象限整流器的第一输入端A4与所述第二预充电电路的输出端B2连接，所述第二四象限整流器的第二输入端B4与所述牵引变压器的二次侧输出绕组N2连接，所述第二预充电电路的输入端A2与所述牵引变压器的二次侧输出绕组P2连接，所述第二四象限整流器的第一输出端E2和第二输出端F2分别连接在母线的正端VDC+和负端VDC-；
[0023]所述整流电路2，用于通过脉冲宽度调制PffM控制所述第一四象限整流器21和所述第二四象限整流器22，使第一四象限整流器21和第二四象限整流器22的输入电流中的高次谐波相互错开，使得在变压器一次侧的电流中的部分谐波相互抵消，从而在变压器的一次侧可以得到更接近正弦波的电流波形。
[0024]所述母线电压处理电路3包括二次滤波电路31和支撑电容32，所述二次滤波电路31和所述支撑电容32并联连接在所述母线的正端VDC+和负端VDC-间；所述二次滤波电路31用于滤除所述整流电路输出电压即母线电压中的二次谐波，所述支撑电容32用于去除所述输出电压中的纹波；
[0025]所述逆变电路4包括并联连接的第一三相逆变器41和第二三相逆变器42，所述第一三相逆变器41的第一输入端A5和第二输入端B5分别连接在母线的正端VDC+和负端VDC-，所述第一三相逆变器的三相输出端连接两个牵引电机，且该两个牵引电机工作于同一个转向架上，这两个牵引电机一个正转一个反转；所述第二三相逆变器42的第一输入端A6和第二输入端B6分别连接在母线的正端VDC+和负端VDC-，所述第二三相逆变器的三相输出端连接另两个牵引电机，且该两个牵引电机位于另一个转向架上，这两个牵引电机一个正转一个反转。
[0026]具体来说，如图2所示，图2为本发明高速动车组转向架供电方式牵引变流器主电路实施例二的电路结构示意图。上述第一预充电电路11包括第一开关Kl、第二开关K2和第三电阻R3，所述第二预充电电路包括第三开关K3。其中，所述第一开关Kl和所述第三电阻R3串联后与所述第二开关K2并联。
[0027]实际使用时，当牵引变流器上电时，第一预充电电路11中的第一开关Kl闭合，第二开关K2断开，第二预充电电路的第三开关K3断开。电流经过电阻R3到达第一四象限整流器21，使得开始上电时的电流变化幅度(di/dt)不至于过大，减小对各器件的危害。3-10ms后开关Kl断开，K2、K3闭合。电阻R3的取值范围为10 Ω -50 Ω。
[0028]具体地，本实施例中的整流电路2是由两个并联的四象限整流器组