CN103042945B - 磁悬浮列车电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种磁悬浮列车电源系统，该系统包括悬浮电源装置、提供直流输出端和交流输出端的控制电源装置和用于启动控制电源装置并在列车地面供电系统停电时为控制电源装置供电的蓄电池组；悬浮电源装置输入端连接列车地面供电系统，输出端连接列车供电第一直流干线网；蓄电池组和列车供电第一直流干线网均与控制电源装置输入端连接，蓄电池组与控制电源装置输入端之间连接有第一接触器。本发明采用控制电源装置作为中低速磁悬浮列车控制系统和应急系统的电源，通过优化，将现有技术中两套独立的电源系统合并，简化了原电源系统，降低整车重量，降低了噪声，提高了列车电气系统的可靠性。

Description

磁悬浮列车电源系统
技术领域
本发明涉及电源技术，尤其涉及一种磁悬浮列车电源系统。
背景技术
中低速磁浮交通系统具有低噪声、振动小、无污染、爬坡能力大、线路适应性强、易于实施等一系列特点，安全可靠、环境舒适，特别适合地形复杂、对噪声、振动要求较高，人流较大但不适合修建地铁或轻轨线路的城市。据有关专家估计，在我国需要修建地铁或轻轨的线路，有10%适合修建中低速磁浮交通系统，可见中低速交通车辆具有广阔的市场前景。
现阶段的中低速磁浮列车设DC1500V、AC380V、DC110V及DC330V列车母线，并安装两套蓄电池组，具体为DC110V/40Ah和DC330V/120Ah两种蓄电池组，其中DC110V蓄电池组主要用于列车控制及应急负载，DC330V蓄电池组用于列车的悬浮系统，与地铁车辆相比，DC330V列车母线为中低速磁浮列车特有。
中低速磁浮列车控制系统供电由DC110V控制电源装置与DC110V蓄电池组组成，DC110V控制电源装置提供输入为3AC380V、输出为DC110V的电源或提供输入为DC1500V、输出为DC110V的电源；其应急交流负载由输入DC110V输出3AC380V的应急逆变器供电。列车在启动时由DC110V蓄电池组供电后，启动DC110V控制电源装置为列车控制系统供电，在列车突然断电时由DC110V蓄电池组为DC110V控制电源装置供电，应急逆变器为列车应急通风和救援支撑轮系统供电。
中低速磁浮列车的悬浮系统供电由DC330V悬浮电源装置和DC330V蓄电池组成，DC330V悬浮电源装置提供输入为DC1500V、输出为DC330V的电源。当列车正常运行时悬浮系统冲击过大时，由DC330V蓄电池对DC330V悬浮电源装置进行补充。
车辆设置两套独立的电源装置和独立的两套蓄电池组，包括DC110V控制电源装置、DC110V蓄电池组及应急逆变器、DC330V悬浮电源装置、DC330V蓄电池组，车载电源设备过多，增加了列车重量各设备同时运行时，噪声大；系统可靠性不高。
发明内容
本发明提供一种磁悬浮列车电源系统，用于克服现有技术中的缺陷，简化电源系统，降低整车重量和噪声，提高了列车电气系统的可靠性。
本发明提供的磁悬浮列车电源系统，该系统包括悬浮电源装置、提供直流输出端和交流输出端的控制电源装置和用于启动所述控制电源装置并在列车地面供电系统停电时为所述控制电源装置供电的蓄电池组；所述悬浮电源装置输入端连接所述列车地面供电系统，输出端连接列车供电第一直流干线网；所述蓄电池组和列车供电第一直流干线网均与控制电源装置输入端连接，所述蓄电池组与控制电源装置输入端之间连接有第一接触器。
本发明提供的磁悬浮列车电源系统，采用控制电源装置作为中低速磁悬浮列车控制系统和应急系统的电源，通过优化，将现有技术中两套独立的电源系统合并，简化了原电源系统，降低整车重量，降低了噪声，提高了列车电气系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电源系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的电源系统的电路图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的电源系统的结构框图；图2为本发明实施例提供的电源系统的电路图，如图1、图2所示，本发明实施例提供一种磁悬浮列车电源系统，该系统包括悬浮电源装置1、提供直流输出端和交流输出端的控制电源装置2和用于启动控制电源装置2并在列车地面供电系统3停电时为控制电源装置2供电的蓄电池组4；悬浮电源装置1输入端连接列车地面供电系统3，输出端连接列车供电第一直流干线网5；蓄电池组4和列车供电第一直流干线网5均与控制电源装置输入端连接，蓄电池组4与控制电源装置2输入端之间连接有第一接触器10。
本实施中蓄电池组4的电压与控制电源装置2输入端、悬浮电源装置1输出端、列车供电第一直流干线网5电压相同，本实施例中为DC330V；控制电源装置2直流输出端与列车供电第二直流干线网11电压相同，本实施例中为DC110V，交流输出端与列车供电交流干线网电压相同，本实施例中为AC380V。控制系统电源装置直流输出端连接列车供电第二直流干线网11。
本发明提供的磁悬浮列车电源系统，采用DC330V/DC110V&AC380V即输入电压为DC330V、输出电压为DC110V和AC380V的控制电源装置作为列车控制系统和应急系统电源，取消传统的DC110V的蓄电池组、DC110V电源装置和应急逆变器。在列车启动时，按动启动按钮，第一接触器10闭合，通过DC330V的蓄电池组4向控制电源装置2供电，为列车提供DC110V启动控制电源。之后可按顺序启动高压箱、DC330V的悬浮电源装置1等电器及控制设备，提供列车DC330VV电源，控制电源装置的供电电源由DC330V蓄电池组4自切换到列车DC330V母线及列车供电第一直流干线网5上。当列车DC1500V的地面供电系统3突然断电列车停车后，列车控制系统自动启动控制电源装置的应急逆变功能，向列车的空调应急通风系统提供AC380V动力电源，使列车进行应急通风；当列车进行无动力救援时向列车液压支撑轮系统提供AC380V动力电源，完成列车支撑轮系统启动并完成救援工作。采用控制电源装置作为中低速磁悬浮列车控制系统和应急系统的电源，通过优化，将现有技术中两套独立的电源系统合并，简化了原电源系统，降低整车重量，降低了噪声，提高了列车电气系统的可靠性。
作为上述实施例的优选实施方式，该系统还包括控制系统控制柜7、空调控制柜8和液压支撑轮控制系统控制柜9，其中控制电源装置2直流输出端通过第二接触器20连接控制系统控制柜7；交流输出端连接有第三继电器30，空调控制柜8输入端连接第四接触器40，液压支撑轮控制系统控制柜9输入端连接有第五接触器50，第三继电器30分别连接第四接触器40、第五接触器50和列车供电交流干线网6。
蓄电池组4主要用于悬浮系统后背电源，本实施例电源系统利用蓄电池作为列车的启动电源和列车地面供电系统停电时为DC330V/DC110V&AC380V的控制电源装置供电的电源；当DC1500V列车地面供电系统3停止供电或突然断电后列车将不能运行，从故障导向安全的角度考虑列车降落，因此蓄电池组4将不承担悬浮系统的后背电源用；
悬浮电源装置1主要为悬浮系统和控制电源装置2提供DC330V的输入直流电源；控制电源装置2，主要为列车控制系统提供稳定的DC110V控制电源和列车地面供电系统3突然断电时为列车空调系统提供应急通风电源使列车进行应急通风；当列车进行无动力救援时向列车液压支撑轮系统提供AC380V动力电源，完成列车支撑轮系统启动并完成救援工作；列车控制系统，用于实现列车的控制与诊断功能；空调控制柜，用于实现列车空调系统的正常控制与应急通风控制功能；液压支撑轮控制系统：用于实现列车无动力救援功能。
电源系统工作原理如下：
（1）列车启动：当按下列车启动按钮后，第一接触器10闭合由蓄电池组4向悬浮电源装置1提供DC330V输入电源，同时悬浮电源装置1电源启动并输出列车控制用DC110V电源到列车控制系统控制柜内，由列车控制系统闭合3KM01直流接触器为列车的辅助供电系统、牵引控制系统、悬浮控制系统和制动控制系统提供DC110V控制电源，当列车完成启动功能后控制电源装置2自动切换到由悬浮电源装置1电源供电的DC330V列车供电直流干线网即列车供电第一直流干线网5，上述过程完成了列车一个完整的启动程序。
（2）列车应急通风：当列车控制系统和空调控制柜共同检测到地面供电系统3断电后，由列车控制系统向控制电源装置2发出启动DC330V/3AC380V电源输出,当列车控制系统检测到控制电源装置2的DC330V/3AC380V电源启动并输出后，由列车控制系统同时闭合第三接触器30和第四接触器40，当空调控制柜检测到第四接触器40闭合后，启动空调应急通风功能。
（3）列车无动力救援功能：当地面DC1500V电源突然断电后，列车控制系统接收到启用液压支撑轮系统指令后，由列车控制系统向控制电源装置发出启动DC330V/3AC380V电源输出，当列车控制系统检测到DC330V/3AC380V电源启动并输出后，由列车控制系统同时闭合第三接触器30和第五接触器50，当液压支撑轮控制系统检测到第五接触器50闭合指令后，由液压支撑轮控制系统实现列车支撑轮系统启动并完成救援工作。
本发明的技术方案简化了目前中低速磁浮列车辅助系统电路，取消传统的DC110V蓄电池组、DC110V电源装置和应急逆变电源，利用悬浮蓄电池组实现了上述功能；取消相应的电源系统，减轻了磁浮列车的重量约350kg、制造成本和维修工作量，提高了系统的安全性，对整车噪声降低也起到一定作用。通过减轻列车的自身重量，降低了列车正常运营时的电能消耗。具相关资料介绍，城轨列车每减轻100kg重量，每年可节约电能1000度。本专利是按照一辆车进行描述的，也适用于多辆车编组，为后续车辆做技术推广。
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。

Claims (4)

1.一种磁悬浮列车电源系统，其特征在于，该系统包括悬浮电源装置、提供直流输出端和交流输出端的控制电源装置和用于启动所述控制电源装置并在列车地面供电系统停电时为所述控制电源装置供电的蓄电池组；所述悬浮电源装置输入端连接所述列车地面供电系统，输出端连接列车供电第一直流干线网、所述控制电源装置和所述蓄电池组；所述蓄电池组和所述列车供电第一直流干线网均与所述控制电源装置输入端连接，所述蓄电池组与所述控制电源装置输入端之间连接有第一接触器。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车电源系统，其特征在于，该系统还包括控制系统控制柜、空调控制柜和液压支撑轮控制系统控制柜，其中所述控制电源装置直流输出端通过第二接触器连接所述控制系统控制柜；交流输出端连接有第三继电器，所述空调控制柜输入端连接第四接触器，所述液压支撑轮控制系统控制柜输入端连接有第五接触器，所述第三继电器分别连接第四接触器、第五接触器和列车供电交流干线网。
3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮列车电源系统，其特征在于，所述控制电源装置直流输出端连接列车供电第二直流干线网。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮列车电源系统，其特征在于，所述蓄电池组的电压与所述控制电源装置输入端、悬浮电源装置输出端、列车供电第一直流干线网电压相同；所述控制电源装置直流输出端与所述列车供电第二直流干线网电压相同，交流输出端与所述列车供电交流干线网电压相同。
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