双向变流器在城市轨道交通中的应用浅析

余 龙，张 钢

0 引言

目前，城市轨道交通牵引供电系统一般采用二极管整流模式。二极管整流器技术简单可靠、设备皮实耐用、功率大、价格相对低廉，所以二极管整流器在城市轨道交通工程中得到了广泛应用。

但是该模式存在诸如本体电压降随负荷增大而增大、无法处理回馈的制动能量等问题。为此增加的配套设施，不仅加大了工程投资，还带来了相应的设备维护问题。

长期以来，国内外城轨业界都在不断致力于开发更加可靠、简单、节能和节省投资的牵引供电设备及应用模式。目前，由国内单位自主研制的适用于城轨交通牵引供电系统的大功率双向变流器已通过了实际工况的考验，使城轨牵引供电设备模式和节能技术的变革出现了曙光。

1 双向变流器原理

双向变流器是以全控型电力电子器件组成并采用PWM控制方式的电力电子变换器。其交流侧通过变压器连接中压交流电网（35，10 kV），直流侧连接牵引网直流母线（750，1 500 V）。投入运行后，控制系统根据系统中电压、电流参数判断直流侧电网上的列车运行状态。当判断线路上的列车处于牵引工况时，控制指令使双向变流器以整流模式运行，从交流侧吸收电能，经整流后输出直流电能供列车使用；当判断列车处于制动工况时，双向变流器则以逆变模式运行，将直流母线上的电能逆变为交流电注入交流电网中。

双向变流器的电路原理如图1所示。

图1 双向变流器原理图

双向变流器既能够为列车提供驱动电能，又能够吸收列车的再生制动电能，直接快捷地实现电能的双向变换。……