CN114379367B - 机车牵引电传动系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机车供电系统，具体为机车牵引电传动系统及其控制方法。本发明为了解决现有的机车牵引电传动系统中存在的整流器发生故障时动力损失过大的问题，故提供了一种新型的机车牵引电传动系统及其控制方法。本发明通过优化主电路拓扑设计，采用共母线的四象限供电方式，使得整流器和逆变器均具有自动投入、切除功能，同时减少了预充电电阻的使用个数，省去了主接触器和预充电接触器，将其使用IGBT进行替代，集成在整流单元中，缩小了变流器的体积，并且保证了四象限整流故障造成的动力损失最小，大大提高了牵引系统可靠性和灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及机车供电系统，具体为机车牵引电传动系统及其控制方法。
背景技术
机车牵引电传动系统包括牵引系统、辅助系统和列车供电系统。在我国传统的机车牵引电传动系统多采用两整两逆的匹配模式，这种匹配模式主要存在如下缺点：首先，当一个四象限整流器出现故障时，为防止故障扩大，需将两个整流器同时切除，故而导致逆变器在没有故障工况下也被切除，动力损失较大，大大影响机车牵引电传动系统运行的可靠性和经济性；其次，在主拓扑电路中使用的预充电接触器、主接触器、预充电电阻较多，占用空间较大，集成度相对较低；另外，辅助系统通常采用牵引系统中一个变流器的中间母线取电，当一个变流器出现整流故障时，就容易造成辅助系统停机，从而导致整个机车牵引电传动系统的故障扩大。
发明内容
本发明为了解决背景技术中存在的上述缺陷的问题，故提供了一种新型的机车牵引电传动系统及其控制方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
机车牵引电传动系统，包括牵引变压器、牵引系统、辅助系统以及列车供电系统，牵引变压器的原边通过主断路器Q1连接弓网并有多个副边，牵引系统从牵引变压器副边取电；
牵引系统包括多个牵引整流器、多个牵引逆变器以及多个牵引电机；每个牵引整流器均包括输入组件、由四个IGBT组成的H型牵引整流单元以及由一个整流IGBT或多个整流IGBT串联组成的整流电子连接器，输入组件位于对应的牵引整流单元的输入端与牵引变压器的副边之间，输入组件为具有预充电功能的输入组件或不具有预充电功能的输入组件，多个输入组件中至少有一个为具有预充电功能的输入组件，具有预充电功能的输入组件包括预充电电阻、输入IGBT，输入IGBT为两个且分别为第一输入IGBT、第二输入IGBT，预充电电阻与第一输入IGBT串联后再与第二输入IGBT并联，不具有预充电功能的输入组件由第二输入IGBT组成；每个牵引逆变器均包括由一个逆变IGBT或多个逆变IGBT串联组成的逆变电子连接器以及由六个IGBT组成的牵引三相桥式逆变单元，牵引整流单元的正极输出端通过依次串联的整流电子连接器、逆变电子连接器与牵引三相桥式逆变单元的正极输入端连接，逆变 IGBT的续流二极管的阴极与整流IGBT的续流二极管的阳极连接且其连接节点与牵引三相桥式逆变单元的负极输入端之间连接有支撑电容，多个支撑电容相互之间并联从而形成整体的中间直流母线，牵引三相桥式逆变单元的输出端连接有牵引电机；
列车供电系统的输入端与中间直流母线连接，同时将高压的中间直流电变换为低压的直流电，列车供电系统的输出端通过列供断路器Q2连接至列车供电负载；
辅助系统包括辅助三相逆变器、辅助电机，辅助三相逆变器的正极输入端通过由一个辅助IGBT或多个辅助IGBT串联组成的辅助单相电子连接器与列车供电系统的正极输出端连接，辅助三相逆变器的负极输入端与列车供电系统的负极输出端连接，辅助三相逆变器的三相输出端连接于辅助电机。
机车牵引电传动系统的控制方法通过牵引控制系统实现，该控制方法通过牵引控制系统实现，包括如下步骤：1）主断路器Q1断开，牵引控制系统上电启动，对牵引整流器中的各个输入组件、牵引整流单元、整流电子连接器进行闭合、断开指令，各自进行自检，通过检测各自反馈信号以确定各自闭合、断开状态是否正常，当出现有器件工作不正常时，将故障器件再次进行检测，若检测仍不正常，则立即将故障上报；2）自检全部正常时，主断路器Q1闭合，进入预充电阶段：发送高电平至牵引系统的其中一个具有预充电功能的牵引整流器中的整流电子连接器的整流IGBT，发送低电平至其余的所有的IGBT，从而保证只有其中一个具有预充电功能的牵引整流单元连接在中间直流母线上；发送高电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件的第一输入IGBT，发送低电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件的第二输入IGBT，检测中间直流母线电压达到牵引变压器输出电压的1.1倍时，发送高电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件的第二输入IGBT，当收到连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件的第二输入IGBT开通的反馈信号后，发送低电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件的第一输入IGBT，收到连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件的第一输入IGBT断开的反馈信号后，发送高电平至牵引系统中的所有整流电子连接器使得所有整流电子连接器均导通，进而使得其余迁移整流器均与中间直流母线处于通路状态，最后使其余牵引整流器中的输入组件均导通，完成牵引系统的预充过程，牵引控制系统完成预充电标注；3）牵引控制系统的预充电阶段完成后，发送牵引整流器启动指令，将所有牵引整流器中的牵引整流单元同时启动，并对各个牵引整流单元的启动状态及其对应交流电流匹配，从而判断各个牵引整流单元是否正常启动以及启动是否完成；4）当各个牵引整流单元启动全部完成，中间直流母线电压稳定建立后，列车供电系统开始启动，检测列车供电系统的输出电压，当列车供电系统的输出电压稳定在指令值时，列车供电系统完成启动标注；当列车供电系统完成启动后，列供断路器Q2闭合，为列车供电负载供电；5）发送高电平至辅助系统的辅助单相电子连接器，辅助系统通电，发送脉冲信号至辅助三相逆变单元，辅助三相逆变单元启动，辅助电机工作；6）当牵引控制系统检测到辅助系统工作正常时，发送高电平至牵引系统中的所有牵引逆变器中的逆变电子连接器的逆变IGBT，从而使得所有牵引三相桥式逆变单元与中间直流母线接通，当牵引控制系统接收到对应的逆变电子连接器正常开通的反馈信号后，启动牵引三相桥式逆变单元。
本发明所产生的有益效果如下： 本发明通过优化电路拓扑结构，采用共中间直流母线的供电方式，使得牵引整流器和牵引逆变器均具有自动投入、切除功能，同时较少了预充电电阻的使用个数，省去了主接触器和预充电接触器，将其使用IGBT进行替代，集成在整流器中，缩小了机车牵引电传动系统的体积，并且使得由于整流故障造成的动力损失最小，大大提高了牵引电传动系统的可靠性和灵活性；同时主辅一体的电传动系统，辅助系统及列供系统前级具有更强的冗余特性和可靠供电能力，辅助系统采用永磁风机，可以进行无极调速，可以满足不同工况下风机转速，提供宽范围的散热能力。
附图说明
图1为本发明的主电路拓扑结构图；
图2为本发明的列车供电系统的主电路拓扑结构图；
图3为本发明的辅助系统的主电路拓扑结构图。
图中：1—整流电子连接器，2—输入组件，21—预充电电阻，22—第一输入IGBT，23—第二输入IGBT，3—逆变电子连接器，4—牵引电机，5—牵引整流单元，6—牵引三相桥式逆变单元，7—辅助单相电子连接器，8—辅助三相电子连接器，9—永磁风机，10—辅助三相逆变器。
具体实施方式
如图1所示，机车牵引电传动系统，牵引变压器、牵引系统、辅助系统以及列车供电系统，牵引变压器的原边通过主断路器Q1连接弓网并有多个副边，牵引系统从牵引变压器副边取电；
牵引系统包括多个牵引整流器、多个牵引逆变器以及多个牵引电机4；每个牵引整流器均包括输入组件2、由四个IGBT组成的H型牵引整流单元5以及由一个整流IGBT或多个整流IGBT串联组成的整流电子连接器1，输入组件2位于对应的牵引整流单元5的输入端与牵引变压器的副边之间，输入组件2为具有预充电功能的输入组件2或不具有预充电功能的输入组件2，多个输入组件2中至少有一个为具有预充电功能的输入组件2，具有预充电功能的输入组件2包括预充电电阻21、输入IGBT，输入IGBT为两个且分别为第一输入IGBT22、第二输入IGBT23，预充电电阻21与第一输入IGBT22串联后再与第二输入IGBT23并联，不具有预充电功能的输入组件2由第二输入IGBT23组成；每个牵引逆变器均包括由一个逆变IGBT或多个逆变IGBT串联组成的逆变电子连接器3以及由六个IGBT组成的牵引三相桥式逆变单元6，牵引整流单元5的正极输出端通过依次串联的整流电子连接器1、逆变电子连接器3与牵引三相桥式逆变单元6的正极输入端连接，逆变 IGBT的续流二极管的阴极与整流IGBT的续流二极管的阳极连接且其连接节点与牵引三相桥式逆变单元6的负极输入端之间连接有支撑电容，多个支撑电容相互之间并联从而形成整体的中间直流母线，牵引三相桥式逆变单元6的输出端连接有牵引电机4；
列车供电系统的输入端与中间直流母线连接，同时将高压的中间直流电变换为低压的直流电（列车供电系统如何实现将高压的中间直流电变换为低压的直流电属于本领域技术人员的公知常识），列车供电系统的输出端通过列供断路器Q2连接至列车供电负载；
辅助系统包括辅助三相逆变器10（辅助三相逆变器10的电路结构属于本领域的常规电路结构）、辅助电机，辅助三相逆变器10的正极输入端通过由一个辅助IGBT或多个辅助IGBT串联组成的辅助单相电子连接器7与列车供电系统的正极输出端连接，辅助三相逆变器10的负极输入端与列车供电系统的负极输出端连接，辅助三相逆变器10的三相输出端连接于辅助电机。
具体实施方式，如图3所示，辅助三相逆变器10包括由六个IGBT构成的辅助三相桥式逆变单元、由第四电阻和第四电容构成的第四并联电路、由第五电阻和第五电容构成的第五并联电路，辅助三相桥式逆变单元的每一相的上、下桥臂的连接节点处均串接有一个由4个IGBT构成的H桥电路，H桥电路的输出端通过辅助三相电子连接器8连接于辅助电机，辅助电机为永磁风机9，H桥电路的三相的上、下桥臂的连接节点的非输出端相连形成公共点，公共点与辅助三相桥式逆变单元的正极输入端之间连接有第四并联电路，公共点与辅助三相桥式逆变单元的负极输入端之间连接有第五并联电路。
如图2所示，列车供电系统包括二极管、列供逆变器、高频变压器以及列供整流器，列供逆变器包括由四个IGBT构成列供H桥逆变单元、第一电阻和第一电容组成的第一并联电路、第二电阻和第二电容组成的第二并联电路，列供H桥逆变单元的正极输入端依次通过上IGBT、二极管与中间直流母线的正极连接，列供H桥逆变单元的负极输入端通过下IGBT与中间直流母线的负极连接，列供整流器包括由四个二极管构成的列供H型整流单元、由第三电阻和第三电容构成的第三并联电路，列供H型整流单元的输出端与第三并联电路的两端连接后通过列供断路器Q2连接于列车供电负载，高频变压器的原边与列供H桥逆变单元的输出端连接，高频变压器的原边的负极与列供H桥逆变单元的连接节点与上IGBT的续流二极管的阴极之间并联有第一并联电路，高频变压器的原边的负极与列供H桥逆变单元的连接节点与下IGBT的续流二极管的阳极之间并联有第二并联电路，高频变压器的副边与列供H型整流单元的输入端连接。
牵引变压器有T1、T2、T3、T4四个副边，牵引整流器为四个且分别为第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器，第一整流器与第二整流器中的输入组件2均为具有预充电功能的输入组件2且互为预充电冗余组件，第三整流器与第四整流器中的输入组件2均为不具有预充电功能的输入组件2，逆变器为四个。
本具体实施方式中，整流电子连接器1由两个整流IGBT串联而成，逆变电子连接器3由两个逆变IGBT串联而成，辅助单相电子连接器7由两个辅助IGBT串联而成，辅助三相电子连接器8的每一相上均由两个辅助IGBT串联而成。如图2所示，列车供电系统包括二极管、列供逆变器、高频变压器以及列供整流器。
机车牵引电传动系统的控制方法通过牵引控制系统实现，包括如下步骤：1）主断路器Q1断开，牵引控制系统上电启动，对牵引整流器中的各个输入组件2、牵引整流单元5、整流电子连接器1进行闭合、断开指令，各自进行自检，通过检测各自反馈信号以确定各自闭合、断开状态是否正常，当出现有器件工作不正常时，将故障器件再次进行检测，若检测仍不正常，则立即将故障上报；2）自检全部正常时，主断路器Q1闭合，进入预充电阶段：发送高电平至牵引系统的第一整流器中的整流电子连接器1使得该整流电子连接器1导通，发送低电平至牵引系统其余的所有的整流IGBT，从而保证只有第一整流器的牵引整流单元5连接在中间直流母线上；发送高电平至第一整流器中的输入组件2的第一输入IGBT22，发送低电平至第一整流器中的输入组件2的第二输入IGBT23，检测中间直流母线电压达到牵引变压器输出电压的1.1倍时，发送高电平至第一整流器中的输入组件2的第二输入IGBT23，当收到第一整流器中的输入组件2的第二输入IGBT23开通的反馈信号后，发送低电平至第一整流器中的输入组件2的第一输入IGBT22，收到第一整流器中的输入组件2的第一输入IGBT22断开的反馈信号后，发送高电平至牵引系统中的第二整流器、第三整流器、第四整流器中的整流电子连接器1使得所有整流电子连接器1均导通，进而使得其余牵引整流元件5均与中间直流母线处于通路状态，最后使第二整流器、第三整流器、第四整流器中的输入组件2均导通，完成牵引系统的预充过程，牵引控制系统完成预充电标注；若第一整流器无法完成预充电时，发送低电平至第一整流器中的整流电子连接器1以及第一整流器中的输入组件2中的第一输入IGBT22、第二输入IGBT23，使该牵引整流单元5与中间直流母线断开、与牵引变压器断开，然后再次启动第一整流器的预充电程序，如果二次预充电仍无法完成，发送低电平至第一整流器中的整流电子连接器1以及对应的输入组件2中的第一输入IGBT22、第二输入IGBT23，从而断开该牵引整流单元5与中间直流母线、牵引变压器之间的连接，该牵引整流单元5被隔离下线，并进行故障上报；使用第二整流器进行预充电程序，若第二整流器也无法完成预充电时，牵引控制系统将主断路器信号断开，同时进行故障上报； 3）牵引控制系统的预充电阶段完成后，发送牵引整流器启动指令，将所有牵引整流器中的牵引整流单元5同时启动，并对各个牵引整流单元5的启动状态及其对应交流电流匹配，从而判断各个牵引整流单元5是否正常启动以及启动是否完成；4）当各个牵引整流单元5启动全部完成，中间直流母线电压稳定建立后，列车供电系统的列供逆变器脉冲使能，列车供电系统开始启动，检测列车供电系统的输出电压，当列车供电系统的输出电压稳定在指令值时，列车供电系统完成启动标注；当列车供电系统完成启动后，列供断路器Q2闭合，为列车供电负载供电； 5）发送高电平至辅助系统的辅助单相电子连接器7，辅助系统通电，发送高电平至辅助三相电子连接器8，永磁风机9与辅助三相逆变单元10形成通路，检测单相电子连接器与辅助三相电子连接器8的反馈信号正常后，发送脉冲信号至辅助三相逆变单元10，辅助三相逆变单元10启动，永磁风机9工作；6）当牵引控制系统检测到辅助系统工作正常时，发送高电平至牵引系统中的所有牵引逆变器中的逆变电子连接器3的逆变IGBT，从而使得所有牵引三相桥式逆变单元6与中间直流母线接通，当牵引控制系统接收到对应的逆变电子连接器3正常开通的反馈信号后，启动牵引三相桥式逆变单元6；7）四个牵引三相桥式逆变单元6全部在线，牵引电机4运行在70%额定功率以下运行时，任何一个牵引整流单元5出现故障，立即将对应的输入组件2和整流电子连接器1的驱动信号置为低电平，确保牵引整流单元5与牵引变压器、中间直流母线的隔离，避免故障扩大，影响中间直流母线的供电可靠性；当任意一个牵引三相桥式逆变单元6出现故障时，立即将对应的逆变电子连接器3置为低电平，确保牵引三相桥式逆变单元6与中间直流母线的隔离；8）牵引牵引控制系统中含有功率平衡运算单元，用来完成整流、逆变整体功率匹配以及牵引整流单元5之间、牵引三相桥式逆变单元6之间功率的均衡控制，当四个牵引三相桥式逆变单元6全部在线，牵引电机4运行在额定功率工况下，出现一个牵引整流单元5故障隔离下线时，为保证中间直流母线电压不被拉低且四象限无过流故障，牵引控制系统发出第一斜坡指令指令使得牵引电机4全部按照第一斜坡指令进行降功运行，然后再全部按照第二斜坡指令将功率提升至满功率下运行，此时的控制系统通过功率平衡运算单元将后级运行的电机功率快速、均匀分配给剩余的牵引整流单元5；当出现两个以上牵引整流单元5隔离下线时，牵引电机4进行降功运行，控制系统中的功率匹配单元根据牵引整流单元5工作个数及额定功率来确定电机运行功率。
Claims (8)
1.机车牵引电传动系统，其特征在于，包括牵引变压器、牵引系统、辅助系统以及列车供电系统，牵引变压器的原边通过主断路器Q1连接弓网并有多个副边，牵引系统从牵引变压器副边取电；
牵引系统包括多个牵引整流器、多个牵引逆变器以及多个牵引电机（4）；每个牵引整流器均包括输入组件（2）、由四个IGBT组成的H型牵引整流单元（5）以及由一个整流IGBT或多个整流IGBT串联组成的整流电子连接器（1），输入组件（2）位于对应的牵引整流单元（5）的输入端与牵引变压器的副边之间，输入组件（2）为具有预充电功能的输入组件（2）或不具有预充电功能的输入组件（2），多个输入组件（2）中至少有一个为具有预充电功能的输入组件（2），具有预充电功能的输入组件（2）包括预充电电阻（21）、输入IGBT，输入IGBT为两个且分别为第一输入IGBT（22）、第二输入IGBT（23），预充电电阻（21）与第一输入IGBT（22）串联后再与第二输入IGBT（23）并联，不具有预充电功能的输入组件（2）由第二输入IGBT（23）组成；每个牵引逆变器均包括由一个逆变IGBT或多个逆变IGBT串联组成的逆变电子连接器（3）以及由六个IGBT组成的牵引三相桥式逆变单元（6），牵引整流单元（5）的正极输出端通过依次串联的整流电子连接器（1）、逆变电子连接器（3）与牵引三相桥式逆变单元（6）的正极输入端连接，逆变 IGBT的续流二极管的阴极与整流IGBT的续流二极管的阳极连接且其连接节点与牵引三相桥式逆变单元（6）的负极输入端之间连接有支撑电容，多个支撑电容相互之间并联从而形成整体的中间直流母线，牵引三相桥式逆变单元（6）的输出端连接有牵引电机（4）；
列车供电系统包括二极管、列供逆变器、高频变压器以及列供整流器，列供逆变器包括由四个IGBT构成列供H桥逆变单元、第一电阻和第一电容组成的第一并联电路、第二电阻和第二电容组成的第二并联电路，列供H桥逆变单元的正极输入端依次通过上IGBT、二极管与中间直流母线的正极连接，列供H桥逆变单元的负极输入端通过下IGBT与中间直流母线的负极连接，列供整流器包括由四个二极管构成的列供H型整流单元、由第三电阻和第三电容构成的第三并联电路，列供H型整流单元的输出端与第三并联电路的两端连接后通过列供断路器Q2连接于列车供电负载，高频变压器的原边与列供H桥逆变单元的输出端连接，高频变压器的原边的负极与列供H桥逆变单元的连接节点与上IGBT的续流二极管的阴极之间并联有第一并联电路，高频变压器的原边的负极与列供H桥逆变单元的连接节点与下IGBT的续流二极管的阳极之间并联有第二并联电路，高频变压器的副边与列供H型整流单元的输入端连接，列车供电系统的输入端与中间直流母线连接，同时将高压的中间直流电变换为低压的直流电，列车供电系统的输出端通过列供断路器Q2连接至列车供电负载；
辅助系统包括辅助三相逆变器（10）、辅助电机，辅助三相逆变器（10）的正极输入端通过由一个辅助IGBT或多个辅助IGBT串联组成的辅助单相电子连接器（7）与列车供电系统的正极输出端连接，辅助三相逆变器（10）的负极输入端与列车供电系统的负极输出端连接，辅助三相逆变器（10）的三相输出端连接于辅助电机，辅助三相逆变器（10）包括由六个IGBT构成的辅助三相桥式逆变单元、由第四电阻和第四电容构成的第四并联电路、由第五电阻和第五电容构成的第五并联电路，辅助三相桥式逆变单元的每一相的上、下桥臂的连接节点处均串接有一个由4个IGBT构成的H桥电路，H桥电路的输出端通过辅助三相电子连接器（8）连接于辅助电机，辅助电机为永磁风机（9），H桥电路的三相的上、下桥臂的连接节点的非输出端相连形成公共点，公共点与辅助三相桥式逆变单元的正极输入端之间连接有第四并联电路，公共点与辅助三相桥式逆变单元的负极输入端之间连接有第五并联电路。
2.根据权利要求1所述的机车牵引电传动系统，其特征在于，牵引变压器有T1、T2、T3、T4四个副边，牵引整流器为四个且分别为第一整流器、第二整流器、第三整流器、第四整流器，第一整流器与第二整流器中的输入组件（2）均为具有预充电功能的输入组件（2）且互为预充电冗余组件，第三整流器与第四整流器中的输入组件（2）均为不具有预充电功能的输入组件（2），逆变器为四个。
3.根据权利要求2所述的机车牵引电传动系统，其特征在于，整流电子连接器（1）由两个整流IGBT串联而成，逆变电子连接器（3）由两个逆变IGBT串联而成，辅助单相电子连接器（7）由两个辅助IGBT串联而成，辅助三相电子连接器（8）的每一相上均由两个辅助IGBT串联而成。
4.根据权利要求1所述的机车牵引电传动系统的控制方法，其特征在于，该控制方法通过牵引控制系统实现，包括如下步骤：1）主断路器Q1断开，牵引控制系统上电启动，对牵引整流器中的各个输入组件（2）、牵引整流单元（5）、整流电子连接器（1）进行闭合、断开指令，各自进行自检，通过检测各自反馈信号以确定各自闭合、断开状态是否正常，当出现有器件工作不正常时，将故障器件再次进行检测，若检测仍不正常，则立即将故障上报；2）自检全部正常时，主断路器Q1闭合，进入预充电阶段：发送高电平至牵引系统的其中一个具有预充电功能的牵引整流器中的整流电子连接器（1）的整流IGBT，发送低电平至其余的所有的IGBT，从而保证只有其中一个具有预充电功能的牵引整流单元（5）连接在中间直流母线上；发送高电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件（2）的第一输入IGBT（22），发送低电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件（2）的第二输入IGBT（23），检测中间直流母线电压达到牵引变压器输出电压的1.1倍时，发送高电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件（2）的第二输入IGBT（23），当收到连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件（2）的第二输入IGBT（23）开通的反馈信号后，发送低电平至连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件（2）的第一输入IGBT（22），收到连接在中间直流母线上的牵引整流器中的输入组件（2）的第一输入IGBT（22）断开的反馈信号后，发送高电平至牵引系统中的所有整流电子连接器（1）使得所有整流电子连接器（1）均导通，进而使得其余迁移整流器均与中间直流母线处于通路状态，最后使其余牵引整流器中的输入组件（2）均导通，完成牵引系统的预充过程，牵引控制系统完成预充电标注；3）牵引控制系统的预充电阶段完成后，发送牵引整流器启动指令，将所有牵引整流器中的牵引整流单元（5）同时启动，并对各个牵引整流单元（5）的启动状态及其对应交流电流匹配，从而判断各个牵引整流单元（5）是否正常启动以及启动是否完成；4）当各个牵引整流单元（5）启动全部完成，中间直流母线电压稳定建立后，列车供电系统开始启动，检测列车供电系统的输出电压，当列车供电系统的输出电压稳定在指令值时，列车供电系统完成启动标注；当列车供电系统完成启动后，列供断路器Q2闭合，为列车供电负载供电；5）发送高电平至辅助系统的辅助单相电子连接器（7），辅助系统通电，发送脉冲信号至辅助三相桥式逆变单元，辅助三相桥式逆变单元启动，辅助电机工作；6）当牵引控制系统检测到辅助系统工作正常时，发送高电平至牵引系统中的所有牵引逆变器中的逆变电子连接器（3）的逆变IGBT，从而使得所有牵引三相桥式逆变单元（6）与中间直流母线接通，当牵引控制系统接收到对应的逆变电子连接器（3）正常开通的反馈信号后，启动牵引三相桥式逆变单元（6）。
5.根据权利要求2或3所述的机车牵引电传动系统的控制方法，其特征在于，该控制方法通过牵引控制系统实现，包括如下步骤：主断路器Q1断开，牵引控制系统上电启动，对牵引整流器中的各个输入组件（2）、牵引整流单元（5）、整流电子连接器（1）进行闭合、断开指令，各自进行自检，通过检测各自反馈信号以确定各自闭合、断开状态是否正常，当出现有器件工作不正常时，将故障器件再次进行检测，若检测仍不正常，则立即将故障上报；2）自检全部正常时，主断路器Q1闭合，进入预充电阶段：发送高电平至牵引系统的第一整流器中的整流电子连接器（1）使得该整流电子连接器（1）导通，发送低电平至牵引系统其余的所有的整流IGBT，从而保证只有第一整流器的牵引整流单元（5）连接在中间直流母线上；发送高电平至第一整流器中的输入组件（2）的第一输入IGBT（22），发送低电平至第一整流器中的输入组件（2）的第二输入IGBT（23），检测中间直流母线电压达到牵引变压器输出电压的1.1倍时，发送高电平至第一整流器中的输入组件（2）的第二输入IGBT（23），当收到第一整流器中的输入组件（2）的第二输入IGBT（23）开通的反馈信号后，发送低电平至第一整流器中的输入组件（2）的第一输入IGBT（22），收到第一整流器中的输入组件（2）的第一输入IGBT（22）断开的反馈信号后，发送高电平至牵引系统中的第二整流器、第三整流器、第四整流器中的整流电子连接器（1）使得所有整流电子连接器（1）均导通，进而使得其余牵引整流元件（5）均与中间直流母线处于通路状态，最后使第二整流器、第三整流器、第四整流器中的输入组件（2）均导通，完成牵引系统的预充过程，牵引控制系统完成预充电标注； 3）牵引控制系统的预充电阶段完成后，发送牵引整流器启动指令，将所有牵引整流器中的牵引整流单元（5）同时启动，并对各个牵引整流单元（5）的启动状态及其对应交流电流匹配，从而判断各个牵引整流单元（5）是否正常启动以及启动是否完成；4）当各个牵引整流单元（5）启动全部完成，中间直流母线电压稳定建立后，列车供电系统的列供逆变器脉冲使能，列车供电系统开始启动，检测列车供电系统的输出电压，当列车供电系统的输出电压稳定在指令值时，列车供电系统完成启动标注；当列车供电系统完成启动后，列供断路器Q2闭合，为列车供电负载供电；5）发送高电平至辅助系统的辅助单相电子连接器（7），辅助系统通电，发送高电平至辅助三相电子连接器（8），永磁风机（9）与辅助三相桥式逆变单元形成通路，检测单相电子连接器与辅助三相电子连接器（8）的反馈信号正常后，发送脉冲信号至辅助三相桥式逆变单元，辅助三相桥式逆变单元启动，永磁风机（9）工作；6）当牵引控制系统检测到辅助系统工作正常时，发送高电平至牵引系统中的所有牵引逆变器中的逆变电子连接器（3）的逆变IGBT，从而使得所有牵引三相桥式逆变单元（6）与中间直流母线接通，当牵引控制系统接收到对应的逆变电子连接器（3）正常开通的反馈信号后，启动牵引三相桥式逆变单元（6）。
6.根据权利要求5所述的机车牵引电传动系统的控制方法，其特征在于，步骤2）中，若第一整流器无法完成预充电时，发送低电平至第一整流器中的整流电子连接器（1）以及第一整流器中的输入组件（2）中的第一输入IGBT（22）、第二输入IGBT（23），使该牵引整流单元（5）与中间直流母线断开、与牵引变压器断开，然后再次启动第一整流器的预充电程序，如果二次预充电仍无法完成，发送低电平至第一整流器中的整流电子连接器（1）以及对应的输入组件（2）中的第一输入IGBT（22）、第二输入IGBT（23），从而断开该牵引整流单元（5）与中间直流母线、牵引变压器之间的连接，该牵引整流单元（5）被隔离下线，并进行故障上报；使用第二整流器进行预充电程序，若第二整流器也无法完成预充电时，牵引控制系统将主断路器信号断开，同时进行故障上报。
7.根据权利要求6所述的机车牵引电传动系统的控制方法，其特征在于，四个牵引三相桥式逆变单元（6）全部在线，牵引电机（4）运行在70%额定功率以下运行时，任何一个牵引整流单元（5）出现故障，立即将对应的输入组件（2）和整流电子连接器（1）的驱动信号置为低电平，确保牵引整流单元（5）与牵引变压器、中间直流母线的隔离，避免故障扩大，影响中间直流母线的供电可靠性；当任意一个牵引三相桥式逆变单元（6）出现故障时，立即将对应的逆变电子连接器（3）置为低电平，确保牵引三相桥式逆变单元（6）与中间直流母线的隔离。
8.根据权利要求7所述的机车牵引电传动系统的控制方法，其特征在于，牵引控制系统中含有功率平衡运算单元，用来完成整流、逆变整体功率匹配以及牵引整流单元（5）之间、牵引三相桥式逆变单元（6）之间功率的均衡控制，当四个牵引三相桥式逆变单元（6）全部在线，牵引电机（4）运行在额定功率工况下，出现一个牵引整流单元（5）故障隔离下线时，为保证中间直流母线电压不被拉低且四象限无过流故障，牵引控制系统发出第一斜坡指令使得牵引电机（4）全部按照第一斜坡指令进行降功运行，然后再全部按照第二斜坡指令将功率提升至满功率下运行，此时的控制系统通过功率平衡运算单元将后级运行的电机功率快速、均匀分配给剩余的牵引整流单元（5）；当出现两个以上牵引整流单元（5）隔离下线时，牵引电机（4）进行降功运行，控制系统中的功率匹配单元根据牵引整流单元（5）工作个数及额定功率来确定电机运行功率。
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