专利名称：一种可控变流器直流端并联电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变流领域，特别是涉及一种机车牵引用可控变流器直流端并联电路。
背景技术：
交流传动是我国铁道牵引动力发展的一个重要方向。大功率交流传动电力机车变流器较多采用PWM可控整流器加PWM可控逆变器的主电路，因功率器件、功率变流单元的尺寸与重量、牵引电机的尺寸与重量等限制，往往由多组整流器与逆变器构成，当逆变器个数与整流器个数不等，或直流环节接还有其它公共电路，如公共负载需几个整流器共用供电时，或几组整流器需共用公用滤波电路时等，则直流环节就必须并联起来。参见图1，示出现有的交流传动电力机车变流器主电路框图，包括第一 PWM可控整流器11、第二 PWM可控整流器12、第三PWM可控整流器13、第一支撑电容器41、第二支撑电容器42、第三支撑电容器43、第一 PWM可控逆变器21、第二 PWM可控逆变器22、第三PWM可控逆变器23和公共负载或公用滤波电路M。其中，第一 PWM可控整流器11、第一支撑电容器41和第一 PWM可控逆变器21直流端连接，形成第一组变流单元，共用直流环节及支撑电容器41 ；第二 PWM可控整流器12、第二支撑电容器42和第二 PWM可控逆变器22直流端连接，形成第二组变流单元，共用直流环节及支撑电容器42 ；第三PWM可控整流器13、第三支撑电容器43和第三PWM可控逆变器23直流端连接，形成第三组变流单元，共用直流环节及支撑电容器43。支撑电容器41、42、43起储能和滤波作用，使直流电压维持稳定。采用连接电缆30、连接电缆31将上述三个变流单元的直流端并联，公共负载或公用滤波电路M为公共负载时，由三个PWM可控整流器11、12、13共同供电；公共负载或公用滤波电路M为公用滤波电路时，同时给三个变流单元的直流环节滤波。连接电缆30、31同时也起到了平衡各组PWM可控整流器输出直流端电压的作用，使各组PWM可控整流器输出的直流电压相近。该种变流器直流端并联方法虽然可以充分利用或发挥各组整流器、逆变器或其他公共负载的功率，但因各可控整流器与可控逆变器中的可控器件动作时刻不一致，会在连接电缆30、31上产生振荡电流。如某一时刻PWM可控整流器11中的可控器件先动作，使整流器开始给直流端的支撑电容器41充电，支撑电容器41上的电压就会比支撑电容器42、43 的稍高，则由于压差关系，会产生往支撑电容器42、43流动的电流。振荡电流会引起连接电缆30、31发热，严重时还可能会导致连接电缆30、31烧毁或其它不良后果。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可控变流器直流端并联电路，该电路可以大大降低连接电缆的发热程度，提高变流器可靠性。本实用新型一种变流器，采用连接电缆将变流器中各PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节连接起来，连接电缆串接了电抗器，各电抗器分别一端连接PWM整流器与PWM 可控逆变器的中间环节，另一端连接公共端。[0007]优选的，所述各PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节上连接有支撑电容器。优选的，所述变流器包含多重PWM整流器与PWM可控逆变器。优选的，所述电抗器为无导磁材料的空心线圈。优选的，所述电抗器的冷却方式为自然冷却方式。优选的，所述PWM整流器与PWM可控逆变器采用IGBT全控型器件或采用GTO可控器件。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型采用电抗器能很好地抑制可控变流器多组直流端并联产生的高频振荡电流，将并联连接电缆的发热程度控制在工艺许可的范围之内。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有现有的机车变流器主电路框图；图2为本实用新型机车变流器主电路框图；图3为机车变流器另一主电路框图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。参见图2，示出本实用新型机车变流器主电路框图，第一 PWM可控整流器11、第二 PWM可控整流器12、第三PWM可控整流器13、第一支撑电容器41、第二支撑电容器42、第三支撑电容器43、第一 PWM可控逆变器21、第二 PWM可控逆变器22、第三PWM可控逆变器23 和公共负载或公用滤波电路对。其中，第一 PWM可控整流器11、第一支撑电容器41和第一 PWM可控逆变器21连接，形成第一组变流单元，共用直流环节及支撑电容器41 ；第二 PWM可控整流器12、第二支撑电容器42和第二 PWM可控逆变器22连接，形成第二组变流单元，共用直流环节及支撑电容器42 ；第三PWM可控整流器13、第三支撑电容器43和第三PWM可控逆变器23连接，形成第三组变流单元，共用直流环节及支撑电容器43。采用连接电缆30、 连接电缆31将上述三个变流单元的直流端并联，公共负载或公用滤波电路M为公共负载时，由三个PWM可控整流器11、12、13共同供电；公共负载或公用滤波电路M为公用滤波电路时，同时给三个变流单元的直流环节滤波。本实用新型的实用新型人通过反复研究发现，带有支撑电容器的可控变流单元的直流端与其它带有支撑电容器的可控变流单元的直流端通过连接电缆短接时，因可控器件的动作时刻不一致，将引起各支撑电容器上电位的瞬态差异，该差异将在短接连接电缆上产生振荡电流，图2中振荡电流如加载到连接电缆30、31上，将大大增加电缆的发热，尤其是当振荡频率过高时，因集肤效应，电流集中在连接电缆30、31的表面，相当于加大连接电缆30、31的内阻，使连接电缆30、31发热情况更加严重。因此，抑制高频振荡电流是避免连
4接电缆30、31严重发热的关键。本实用 新型在带有支撑电容器的直流端的并联短接电缆中串联电抗器，即在三组变流单元直流端的并联短接电缆30或短接电缆31中分别串接电抗器Li、电抗器L2和电抗器L3 (本实用新型以短接电缆30中分别串接电抗器Ll、电抗器L2和电抗器L3为例)。电抗器Ll 一端连接第一组变流单元的直流端，另一端连接公共端；电抗器L2—端连接第二组变流单元的直流端，另一端连接公共端；电抗器L3 —端连接第三组变流单元的直流端，另一端连接公共端。电抗器Li、电抗器L2和电抗器L3连接的公共端连接公共负载或公用滤波电路24，共同给公共负载24供电，或共用公用滤波电路24。电抗器Ll、电抗器L2和电抗器L3很好地抑制三组变流单元之间的高频振荡电流， 避免高频振荡电流加载到连接电缆30、31上，从而可以大大降低连接电缆的发热程度，提
高变流器可靠性。本实用新型的特点是在带有支撑电容器的变流单元的直流端与其它带有支撑电容器的可控变流单元的直流端的并联短接线中串入电抗器，该电抗器可抑制并联产生的振荡电流。如果并联的变流单元中直流端不含支撑电容器，如公共负载24所在的支路，则不存在因电位差异产生的大的电容器充放电冲击电流，并联短接线中不必串入本实用新型所加的电抗器；如果并联的单元采用的为不可控器件或其他非开关器件组成的电路，如图3， 由二极管整流器与支撑电容器组成的变流单元直流端并联起来，再给负载供电，因不控整流器交流侧流入直流侧的能量不会突变，引起支撑电容器上的电位变化缓慢，难以形成振荡电流，则也不需要增加本实用新型所加的电抗器。本实用新型PWM可控整流器和PWM可控逆变器一般采用IGBT全控型器件，也可采用GTO或其它类似可控器件。此外，本实用新型的变流单元不局限于由PWM可控整流器、支撑电容器与PWM可控逆变器组成，可为由其它任何可产生直流环节有较大瞬时能量变换的可控变流单元与支撑电容器组成。本领域技术人员应知，本实用新型不仅适用于三组带有支撑电容器的可控变流单元的直流端并联，还适用于其他任何带有支撑电容器的可控变流单元直流端并联，只需在与带有支撑电容器的可控变流单元直流端短接电缆中串联一电抗器。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，也可以上述具体实施方式
的进行组合，这些改进、润饰及组合形成的技术方案也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种可控变流器直流端并联电路，采用连接电缆将变流器中各PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节连接起来，其特征在于，连接电缆串接了电抗器，各电抗器分别一端连接PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节，另一端连接公共端。
2.如权利要求1所述的可控变流器直流端并联电路，其特征在于，所述各PWM整流器与 PWM可控逆变器的中间环节上连接有支撑电容器。
3.如权利要求1所述的可控变流器直流端并联电路，其特征在于，所述变流器包含多重PWM整流器与PWM可控逆变器。
4.如权利要求1所述的可控变流器直流端并联电路，其特征在于，所述电抗器为无导磁材料的空心线圈。
5.如权利要求1所述的可控变流器直流端并联电路，其特征在于，所述电抗器的冷却方式为自然冷却方式。
6.如权利要求1所述的可控变流器直流端并联电路，其特征在于，所述PWM整流器与 PWM可控逆变器采用IGBT全控型器件或采用GTO可控器件。
专利摘要本实用新型涉及一种变流器，采用连接电缆将变流器中各PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节连接起来，连接电缆串接了电抗器，各电抗器分别一端连接PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节，另一端连接公共端。所述各PWM整流器与PWM可控逆变器的中间环节上连接有支撑电容器。本实用新型采用电抗器能很好地抑制变流器多组中间直流环节并联产生的振荡电流，将并联连接电缆的发热程度控制在工艺许可的范围之内。
文档编号H02M1/14GK202127355SQ20112011989
公开日2012年1月25日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者忻力, 李华, 李鹏, 杨光, 翁星方, 荣智林, 陈燕平, 陈玉其, 饶沛南, 马伯乐 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司