本實用新型專利技術(shù)涉及一種用于同相供電系統(tǒng)可供級聯(lián)的單相四象限功率單元，所述功率單元包括輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路、輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路及直流母線電容；所述直流母線電容位于輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路、輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路之間，所述串聯(lián)側(cè)逆變電路與并聯(lián)側(cè)逆變電路均采用單相全橋逆變電路結(jié)構(gòu)。本實用新型專利技術(shù)的主回路采用了單相串聯(lián)整流+直流母線濾波儲能+單相并聯(lián)逆變的拓撲結(jié)構(gòu)，減少了串聯(lián)側(cè)的升壓變壓器（隔離變壓器為用戶配置），同時該拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了能量的雙向流動，達到了四象限運行的標準。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于軌道交通電力電子
，特別涉及用于一種用于同相供電系統(tǒng)可供級聯(lián)的單相四象限功率單元。
技術(shù)介紹
目前我國電氣化鐵路牽引變電所都是從公共電網(wǎng)上取電，普遍采用單相工頻交流電為機車供電。電力系統(tǒng)希望所有的負載都是從電網(wǎng)取用三相對稱的基波電流，以充分利用線路、設(shè)備的容量，減少無功電流和諧波電流對系統(tǒng)的危害。為滿足該要求，電氣化鐵路采用相序輪換，分段分相供電的方案。但是由于各區(qū)段的牽引符合大小不可能隨時相同，分相分段方案只是在一定程度上減輕了三相不平衡的影響，而不能從根本上解決鐵路負荷單相用電對整個共用電網(wǎng)的影響。對于以上鐵路牽引變電所的問題，目前大部分采用無功補償裝置或并聯(lián)電容器固定補償模式。由于牽引符合運行的劇烈變化，便造成輕載無功的過補償和重載無功的欠補償，其結(jié)果均造成牽引供電等功率因數(shù)偏低。為了解決上述問題，中國專利CN101856979B提出了一種基于同相供電技術(shù)的補償變流器裝置，該裝置由多個交直交功率單元并聯(lián)，每個功率單元兩側(cè)接升壓變壓器副邊，兩變壓器原邊分別接牽引網(wǎng)。但該同相供電變流器裝置存在以下問題:1、多了額外的變壓器，成本較高。2、因為該裝置與牽引變壓器在容量上相互捆綁，當(dāng)該裝置退出時影響正常供電與行車。3、裝置容量大，成本高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
基于上述
技術(shù)介紹
存在的技術(shù)缺陷，我方提出了一種基于單相系統(tǒng)下用于同相供電系統(tǒng)的級聯(lián)式單相四象限功率單元，主回路采用了單相串聯(lián)整流+直流母線濾波儲能+單相并聯(lián)逆變的拓撲結(jié)構(gòu)，減少了串聯(lián)側(cè)的升壓變壓器(隔離變壓器為用戶配置)，同時該拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了能量的雙向流動，達到了四象限運行標準。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)技術(shù)方案如下:—種用于同相供電系統(tǒng)可供級聯(lián)的單相四象限功率單元，所述功率單元包括輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路、輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路及直流母線電容;所述直流母線電容位于輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路、輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路之間，所述串聯(lián)側(cè)逆變電路與并聯(lián)側(cè)逆變電路均采用單相全橋逆變電路結(jié)構(gòu)，所述輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路連接到一單元控制板，所述輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路連接到另一單元控制板。進一步的，所述輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路連接到一單元控制板，所述輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路連接到另一單元控制板。進一步的，還包括一電壓采集板和一電流傳感器，所述電流傳感器位于輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路和一單元控制板之間，所述電壓采集板位于輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路和另一單元控制板之間。進一步的，所述單相全橋逆變電路包括兩個逆變半橋，每個逆變半橋包括兩個逆變器件。進一步的，所述逆變器件是IGBT、IGCT、GT0、可控硅或智能功率集成模塊的任一一種。進一步的，每個逆變半橋并聯(lián)一尖峰抑制電路，電路形式為C電容吸收電路、RC阻容吸收電路及RCD吸收電路的任一一種。進一步的，還包括一個三相-單相隔離變壓器及兩個電抗器;所述功率單元有N個，N個輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路依次串接，所述三相-單相隔離變壓器原邊采用Y型接法連接220kV電網(wǎng)，所述三相-單相隔離變壓器副邊采用A接法，通過兩個電抗器連接N個輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路串接后的首尾，N為自然數(shù)。進一步的，還包括一個單相牽引變壓器和N個單相濾波電路，單相牽引變壓器由N個副邊繞組組成;所述功率單元有N個，每個輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路連接一單相濾波電路，再與對應(yīng)單相牽引變壓器副邊繞組連接，N為自然數(shù)。進一步的，所述單相濾波電路為電感L濾波電路、電感電容LC濾波電路及電感電容31型LCL濾波電路的任--種。進一步的，采用電感L濾波電路時，單相牽引變壓器副邊繞組采用開漏設(shè)計。進一步的，所述直流母線電容為薄膜電容。所述直流母線電容可以是適合于高頻、大功率能量變換的薄膜電容。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:1)本技術(shù)的主回路采用了單相串聯(lián)整流+直流母線濾波儲能+單相并聯(lián)逆變的拓撲結(jié)構(gòu)，減少了串聯(lián)側(cè)的升壓變壓器(隔離變壓器為用戶配置)，同時該拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了能量的雙向流動，達到了四象限運行的標準。2)采用了電壓采集板采集直流母線電壓、電流傳感器采集并聯(lián)側(cè)輸出電流用于參與控制，同時采用C電容吸收電路可以有效吸收IGBT開關(guān)時電流變化在母線雜散電感上形成的尖峰電壓。3)采用直流母線電容電路，用于直流母線儲能和濾波，為輸出并聯(lián)側(cè)提供較大的紋波電流，本技術(shù)采用了具有更好高頻特性、更大紋波電流、更長的使用壽命、更高的使用電壓、更低的等效內(nèi)阻ESR等多個優(yōu)點的薄膜電容。4)本技術(shù)采用串聯(lián)通訊，相比點對點通訊，光纖數(shù)量減少2/3，避免采用板卡插接方式，大大提高可靠性。5)本技術(shù)采用單相濾波電容為電感L濾波，可進一步節(jié)約空間、優(yōu)化成本、減少器件數(shù)量、提高裝置可靠性，采用牽引變壓器660V側(cè)線圈開漏以達到獲得電感量的目的，其中電感量為300μΗ。【附圖說明】圖1為本技術(shù)所涉及的同相供電補償變流器系統(tǒng)原理圖。圖2本技術(shù)所涉及的功率單元拓撲圖。圖3為本技術(shù)所涉及的單元控制板功能框圖。【具體實施方式】以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的一種用于同相供電系統(tǒng)可供級聯(lián)的單相四象限功率單元進一步描述。[00當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于同相供電系統(tǒng)可供級聯(lián)的單相四象限功率單元，其特征在于：所述功率單元包括輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路、輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路及直流母線電容；所述直流母線電容位于輸入串聯(lián)側(cè)逆變電路、輸出并聯(lián)側(cè)逆變電路之間，所述串聯(lián)側(cè)逆變電路與并聯(lián)側(cè)逆變電路均采用單相全橋逆變電路結(jié)構(gòu)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：文俊，馬勁松，賴成毅，張黎，常瑞，彭良平，唐斌，張川，
申請(專利權(quán))人：東方日立成都電控設(shè)備有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51
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