和谐5共有两组相同的、可相互支援的牵引动力系统。图4所示为第二牵引动力系统电路示意图。
由图4可见受电弓pnt2接牵引变压器(红色),后经接地轮接钢轨。变压器副边经高压开关(黄色)带2~3台变流器(绿色)、图5是由图4重绘,略去制动电阻而得到的变流器框图。
4 “直流/多交流变换器”
我们多年的高压直流变换研究,应用于机车牵引成为现实。新结构采用“做减法”的方案,减去牵引变压器、四象限整流模块、支撑电容器模块和附加电容器模块;将图6中的各辅助变流器的斩波器(红色)、脉冲变压器(淡红色)、高频整流器(红黑色)移出,放至原牵引变压器位置。
如图7所示,各斩波器输入串联,斩波器输出接脉冲变压器多原边系统。多原边各匝数相等,因为同一磁路形成串联稳压电路。将牵引逆变器连接到稳定节点上,稳定了各牵引逆变器的输入电压。脉冲变压器副边整流为各辅助逆变器供电。牵引电机定子对地电压高于15kv。
5 技术特点
“直流/多交流变换器”(用于电力机车及轧钢机)由直流串联稳压电路、数个逆变器组成。直流串联稳压电路提供均压电位,并提供辅助设备电源,每段电位安置一台逆变器,拖动一台电机。另外可通过调节某台逆变器频率或输出电压改变电流帮助保持均压;亦可调节某台逆变器桥臂短暂贯通强制保持均压。虽然无四象限整流器却能更好地实现回馈制动,在直流贯通的条件下真正实现将能量利用。
6 技术及经济效益分析
(1)平台变化很小,便于改造已有车辆。电机和牵引逆变模块对地耐压升高增加少许成本,低于变流器成本1%;
(2)因减少牵引变压器、四象限整流模块、支撑电容和滤波电容预计降低变流器成本50%。(逆变模块与四象限整流模块高度相似;全车降低了60%的散热功率);
(3)取消过分相;
(4)克服负序、无功、谐波、供电设备利用率低等牵引变电所痼疾,节省大量设备投资;
(5)直流贯通供电提高机车运行效率,回馈制动变得有意义;
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