辅助变流器和车辆.pdf

本发明涉及一种辅助变流器和车辆，其中辅助变流器包括：直流电源、三相逆变器、滤波器和变压器；三相逆变器与直流电源电连接，滤波器与三相逆变器电连接，变压器与滤波器电连接，本发明通过将滤波器设置在逆变器之后变压器之前，使得滤波器能够对逆变器输出的高压电压进行滤波，在逆变器输出的功率一定的情况下，对逆变器输出的高压电压进行滤波，能够降低电抗器的损耗，减小电抗器的散热量，提高辅助变流器的输出功率。

1.  一种辅助变流器，其特征在于，包括：
直流电源、三相逆变器、滤波器和变压器；
所述三相逆变器与所述直流电源电连接，对所述直流电源输出的直流电压进行逆变，得到PWM波形电压；
所述滤波器与所述三相逆变器电连接，对所述三相逆变器输出的所述PWM波形电压进行滤波，得到正弦波电压；
所述变压器与所述滤波器电连接，对所述滤波器输出的所述正弦波电压进行电压变换，得到交流电源。

2.  根据权利要求1所述的辅助变流器，其特征在于，还包括：直流滤波电感；
所述直流滤波电感分别与所述直流电源和所述三相逆变器电连接，用于对所述直流电压的谐波分量进行滤波。

3.  根据权利要求1所述的辅助变流器，其特征在于，所述滤波器包括：三个单相电抗器和三相电容器。

4.  根据权利要求3所述的辅助变流器，其特征在于，所述单相电抗器的电感值为10mH。

5.  根据权利要求3所述的辅助变流器，其特征在于，所述三相电容器的三相绕组首尾连接，呈三角形结构。

6.  根据权利要求1所述的辅助变流器，其特征在于，所述滤波器为LC滤波器、RC滤波器或者有源滤波器。

7.  一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的辅助变流器。

辅助变流器和车辆
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种辅助变流器和车辆。
背景技术
随着电力电子技术及功率半导体技术的迅速发展，轨道交通车辆变流装置不断向高性能、模块化发展。目前变流装置的逆变技术主要采用脉宽调制方式，而脉宽调制的特性决定着逆变器的输出电压中含有较多的高次谐波分量，因而必须采用滤波器进行滤波处理，使输出的波形达到平滑的正弦波形,减少谐波对负载的影响。
现有技术中的辅助变流器中，将滤波器放置在变压器之后完成滤波的功能。逆变器输出的脉宽调制波经过三相变压器降压、隔离以及电平变换后，再通过一个三相电抗器或三个单相电抗器以及三相电容器形成的滤波器，得到正弦交流电源。然而，现有技术中，滤波器、变压器和逆变器的上述组合方式，导致滤波器中电抗器的损耗大、散热高，导致辅助变流器输出功率小。
发明内容
本发明提供一种辅助变流器和车辆，用于解决现有技术中电抗器损耗大、散热高，导致辅助变流器输出功率小的问题。
本发明的第一个方面是提供一种辅助变流器，包括：
直流电源、三相逆变器、滤波器和变压器；
所述三相逆变器与所述直流电源电连接，对所述直流电源输出的直流电压进行逆变，得到PWM波形电压；
所述滤波器与所述三相逆变器电连接，对所述三相逆变器输出的所述PWM波形电压进行滤波，得到正弦波电压；
所述变压器与所述滤波器电连接，对所述滤波器输出的所述正弦波电压进行电压变换，得到交流电源。
进一步地，所述辅助变流器还包括：直流滤波电感；
所述直流滤波电感分别与所述直流电源和所述三相逆变器电连接，用于对所述直流电压的谐波分量进行滤波。
进一步地，所述滤波器包括：三个单相电抗器和三相电容器。
进一步地，所述单相电抗器的电感值为10mH。
进一步地，所述三相电容器的三相绕组首尾连接，呈三角形结构。
进一步地，所述滤波器为LC滤波器、RC滤波器或者有源滤波器。
本发明的另一个方面提供一种车辆，包括：如上所述的辅助变流器。
本发明中，通过将滤波器设置在逆变器之后变压器之前，使得滤波器能够对逆变器输出的高压电压进行滤波，由于逆变器输出的功率一定，对逆变器输出的高压电压进行滤波，能够降低电抗器的损耗，减小电抗器的散热量，提高辅助变流器的输出功率。
附图说明
图1为本发明提供的辅助变流器实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的辅助变流器实施例的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的辅助变流器实施例的结构示意图，如图1所示，包括：直流电源11、三相逆变器12、滤波器13和变压器14。
其中，三相逆变器12与直流电源11电连接，对直流电源11输出的直流电压进行逆变，得到脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)波形电压。
三相逆变器12设置有调制比，三相逆变器12可以通过调制比将PWM波形电压保持恒定。
滤波器13与三相逆变器12电连接，对三相逆变器12输出的PWM波形电压进行滤波，得到正弦波电压。
变压器14与滤波器13电连接，对滤波器13输出的正弦波电压进行电压变换，得到交流电源。
其中，滤波器13可以包括：三个单相电抗器和三相电容器，三相电容器呈三角形结构或星形结构。可选的，为了减小三相电容器中电容的容值，减小电容的体积，三相电容器的三相绕组可以首尾连接，使得三相电容器呈三角形结构。为了使滤波器的输出电压的谐振频率保持在一个比较小的范围，单相电抗器的电感值可以为10mH，滤去逆变器产生的PWM波形电压中的谐波分量。
三相逆变器12对直流电压进行逆变得到的PWM波形电压较高，例如大于1250V电压，对该电压进行滤波，在功率一定的情况下，能够减小电流，从而降低滤波器中电抗器的损耗，减小电抗器的散热量。滤波器13对三相逆变器12输出的PWM波形电压进行滤波得到的正弦波电压的电压值一般为1250V交流电源，变压器14用于将1250V的该交流电源转换成AC380V 50Hz的交流电源提供给电力机车车辆上的负载。
其中，滤波器13可以为LC滤波器、RC滤波器或者有源滤波器等能够对PWM波形电压进行滤波的滤波器。例如，滤波器13和变压器14的电路可以参见图2，图2为本发明提供的辅助变流器的电路示意图。
进一步地，辅助变流器还可以包括：直流滤波电感；直流滤波电感可以与直流电源11和三相逆变器12电连接，用于对直流电压的谐波分量进行滤波。
另外，需要进行说明的是，可以将滤波器13中的电抗器和变压器14进行单独放置，减小噪音，且便于对电抗器和变压器14进行通风降温。
本实施例中，通过将滤波器设置在逆变器之后变压器之前，使得滤波器能够对逆变器输出的高压电压进行滤波，由于逆变器输出的功率一定，对逆变器输出的高压电压进行滤波，能够降低电抗器的损耗，减小电抗器的散热量，提高辅助变流器的输出功率。
本发明中还保护一种车辆，包括如上实施例中的辅助变流器。应用上述辅助变流器的车辆具体可以为350公里标准动车组。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。