CN103587426A - 轻轨车辆牵引系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轻轨车辆牵引系统，包括，受电弓；用于驱动轻轨车辆的驱动部件运转的牵引电机；用于将直流电转换为交流电以及将交流电转换为直流电的牵引变流器，牵引变流器与牵引电机相连；用于将直流电进行变流处理的直流变流器，直流变流器分别与受电弓和牵引变流器相连；用于通过直流变流器传输的电流进行充电并存储电能、以及通过直流变流器、牵引变流器和牵引电机为驱动部件供电的电容组，电容组与直流变流器相连。通过在没有接触网的路段由电容组为轻轨车辆的牵引系统提供电能，保证轻轨车辆的正常运行，避免了接触网的全程布设，大大降低了轻轨线路的建设成本，也避免了由于全程架设接触网所造成的安全隐患。

Description

轻轨车辆牵引系统

技术领域

本发明涉及车辆制造技术，尤其涉及一种轻轨车辆牵引系统。

背景技术

随着城市建设的高速发展，为了缓解人口与交通资源、汽车与交通设施之间的紧张关系，轻轨作为改善城市交通现状的有效载体越来越多的受到城市居民青睐。它在极大程度上方便了乘客出行，使居民享受更高品质的生活。同时也符合绿色交通的标准，并且轻轨延伸之处的大规模市政配套设施建设，也更有利于城市环境综合治理。

在现有技术中，通过在轨道沿途全程架设接触网接触网络来为电力轻轨车辆的动力系统供电，这意味着轻轨沿线上空会出现密集的接触网接触网络。随着城市对轻轨建设的不断增加，在轻轨途径繁华的城市中心、人口稠密的居住区时，架设这种接触网接触网络不仅不美观，同时也会留下安全隐患接触网，而且在铺设经过隧道的轻轨车辆线路时，需要在隧道中铺设高架接触网接触网络，大大增加了轻轨车辆线路的建设难度和成本。

发明内容

本发明提供一种轻轨车辆牵引系统，以实现轻轨车辆在没有架设接触网的路段的正常运行，提高轻轨车辆的运行可靠性。

本发明提供一种轻轨车辆牵引系统，包括：

受电弓；

用于驱动所述轻轨车辆的驱动部件运转的牵引电机；

用于将直流电转换为交流电以及将交流电转换为直流电的牵引变流器，所述牵引变流器与所述牵引电机相连；

用于将直流电进行变流处理的直流变流器，所述直流变流器分别与所述受电弓和所述牵引变流器相连；

用于通过所述直流变流器传输的电流进行充电并存储电能、以及通过所述直流变流器、所述牵引变流器和所述牵引电机为所述驱动部件供电的电容组，所述电容组与所述直流变流器相连。

如上所述的轻轨车辆牵引系统，还包括：

用于在所述驱动部件处于制动状态时进行电能消耗的制动电阻，所述制动电阻与所述牵引变流器相连。

如上所述的轻轨车辆牵引系统，其中，所述牵引变流器包括逆变器和斩波变流器；所述逆变器分别与所述直流变流器、所述受电弓和所述牵引电机相连；所述斩波变流器分别与所述逆变器和所述制动电阻相连。

如上所述的轻轨车辆牵引系统，还包括：

断路器，所述断路器连接在所述受电弓和所述直流变流器之间。

如上所述的轻轨车辆牵引系统，还包括：

避雷器，所述避雷器连接在所述受电弓和所述断路器之间。

本发明提供的轻轨车辆牵引系统，通过在轻轨车辆的牵引系统中设置了电容组以及相关的直流变流器、牵引变流器，将接触网提供的电能以及在轻轨列车制动过程中由驱动部件和牵引电机产生的电能经过直流变流器、牵引变流器储的相关处理储存到电容组中，在没有接触网的路段由电容组为轻轨车辆的牵引系统提供电能，保证轻轨车辆的正常运行，避免了接触网的全程布设，使得接触网可以有选择架设在轻轨的部分路段上，大大降低了轻轨线路的建设成本，也避免了由于全程架设接触网所造成的安全隐患。

附图说明

图1为本发明提供的实施例一的轻轨车辆牵引系统结构示意图；

图2为本发明提供的实施例二的轻轨车辆牵引系统结构示意图；

图3为本发明提供的实施例三的轻轨车辆牵引系统的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的实施例一的轻轨车辆牵引系统结构示意图，如图1所示，本发明所提供的轻轨车辆牵引系统包括：

受电弓130；

用于驱动轻轨车辆的驱动部件150运转的牵引电机140；

用于将直流电转换为交流电以及将交流电转换为直流电的牵引变流器120，牵引变流器120与牵引电机140相连；

用于将直流电进行变流处理的直流变流器110，直流变流器110分别与受电弓130和牵引变流器120相连；

用于通过直流变流器110传输的电流进行充电并存储电能、以及通过直流变流器110、牵引变流器120和牵引电机140为驱动部件150供电的电容组100，电容组100与直流变流器110相连。

具体地，直流变流器具体为DC/DC变流器，直流变流器用于对输入的直流电进行变流处理，以使的输出的直流电符合与该直流变流器相连的器件的输入要求。例如，电容组100的充电电压为750V，受电弓获取到的电压或者牵引变流器输出的电压为900V，则直流变流器将900V的直流电转换为750V的直流电提供给电容组100，进行充电储能。当电容组100进行放电供能的时候，电容组100提供的是700V的直流电，但是牵引变流器120的工作电压为900V，则需要通过直流变流器110将700V的直流电处理后转换为900V的直流电提供给牵引变流器120。并且，当电容组充电储能完成时，直流变流器自动关闭，停止向电容组充电。此处需要说明的是，所举例的电压只是一个特例，本发明并不对电压值进行限定。

牵引变流器用于将输入的直流电转换成三相交流电输出，或将输入的三相交流电转换为直流电输出，牵引电机用于在输入三相交流电的驱动下工作，并带动轻轨车辆的驱动部件运转，牵引电机还用于在驱动部件制动时，实现发电机的功能，产生三相交流电。电容组具体可以为超级电容组，该电容组具有两个工作状态，充电状态和供电状态。

本实施例提供的轻轨车辆牵引系统具有以下几种工作状态：

第一种工作状态为：可以在较为空旷的郊区架设接触网，当轻轨车辆正常行驶在架设有接触网的路段时，轻轨车辆牵引系统可以通过受电弓从接触网获取直流电。牵引变流器120将直流电转换为三相交流电，再将三相交流电提供给牵引电机140，驱动牵引电机140，再由牵引电机140将电能转换为动能提供给驱动部件150，来驱动轻轨车辆。同时通过受电弓130获得的直流电通过直流变流器110处理提供给电容组100，对电容组100进行充电储能。

第二种工作状态为：当轻轨车辆正常行驶在没有架设接触网的路段时，由电容组100为驱动部件150供电。电容组100放电，所释放的直流电通过直流变流器110处理为适合牵引变流器120的电流，再由牵引变流器120将该直流电转换为三相交流电，再将三相交流电提供给牵引电机140，驱动牵引电机140，牵引电机140通过将三相交流电转换为动能，将动能提供给驱动部件150，由驱动部件150驱动轻轨车辆。

第三种工作状态为：当轻轨车辆在有接触网的路段进行制动操作时，一方面，如第一种工作状态中的由受电弓130从接触网获得直流电，再通过直流变流器110，对电容组100进行充电储能；另一方面，制动过程中，驱动部件150会驱使牵引电机140运转，牵引电机140产生三相交流电，牵引变流器120会将该三相交流电转换为直流电，再将直流电提供给直流变流器110，直流变流器110将该直流电处理后提供给电容组100进行充电储能。

第四种工作状态为：当轻轨车辆在没有接触网的路段进行制动操作时，驱动部件150会驱使牵引电机140运转，牵引电机140产生三相交流电，牵引变流器120会将该三相交流电转换为直流电，再将直流电提供给直流变流器110，直流变流器110将该直流电处理后提供给电容组100进行充电储能。

本实施例提供的轻轨车辆的牵引系统，通过电容组以及相关的直流变流器、牵引变流器的设置，将接触网提供的电能以及在轻轨列车制动过程中由驱动部件和牵引电机产生的电能经过直流变流器、牵引变流器储的相关处理储存到电容组中，在没有接触网的路段由电容组为轻轨车辆的牵引系统提供电能，保证轻轨车辆的正常运行，避免了接触网的全程布设，使得接触网可以有选择架设在轻轨的部分路段上，大大降低了轻轨线路的建设成本，也避免了由于全程架设接触网所造成的安全隐患，提高了轻轨车辆的运行可靠性。

图2为本发明提供的实施例二的轻轨车辆牵引系统结构示意图，如图2所示，本实施例提供的轻轨车辆牵引系统在图1所示实施例的基础上，进一步地，该轨车辆牵引系统还可以包括：用于在驱动部件处于制动状态时进行电能消耗的制动电阻，制动电阻与牵引变流器相连。

具体地，当驱动部件处于制动状态时，若产生的电能过大，可以通过制动电阻对过剩的电能进行消耗，以避免过大的电能对牵引系统电路造成损坏。

在本实施例中，牵引变流器具体可以包括逆变器和斩波变流器。逆变器分别与直流变流器、受电弓和牵引电机相连；斩波变流器分别与逆变器和制动电阻相连。

具体地，逆变器可以实现直流电和交流电的相互转换，斩波变流器用于对直流电的变流处理。在实际应用过程中，可以预设斩波变流器的启动门限值，当斩波变流器输入的直流电超过该斩波变流器的启动门限值时，该斩波变流器工作。

当驱动部件150经牵引电机140在制动操作过程产生额外的电能时，因为牵引电机140产生的额外电能实际上是三相交流电，所以该三相交流电需要经逆变器121转换为直流电，一方面，逆变器121将该直流电通过直流变流器110提供给电容组100进行充电储能；另一方面，逆变器121将该直流电提供给斩波变流器122，由斩波变流器122将直流电与门限值进行比较，当该直流电大于等于门限值时，斩波变流器122开启制动电阻160，将额外的电能转化为热能消耗掉，以保证整个轻轨车辆的牵引系统电路正常工作，当提供给斩波变流器122的直流电会降低到门限值以下时，斩波变流器122随即断开制动电阻160连接，停止制动电阻160的能量消耗；当该直流电小于门限值时，则不进行上述开启制动电阻160的操作。

优选地，上述实施例中的斩波变流器122的门限值可以设置为一定电压值，例如门限值设置为900V，则斩波变流器122将逆变器121转换的直流电的电压与门限值900V进行比较，从而进行上述相应的操作。

当驱动部件处于制动工作状态下，斩波变流器预设有启动门限值，当驱动部件制动时牵引电机产生三相交流电，逆变器将三相交流电转换为直流电，此时直流变流器工作，对电容组充电，若该转换的直流电超过了斩波变流器的门限值，则斩波变流器也工作，通过制动电阻对过多的电能进行消耗，以实现对牵引系统电路的保护。

图3为本发明提供的实施例三的轻轨车辆牵引系统的结构示意图，如图3所示，在本实施例中，该轻轨车辆牵引系统还可以包括断路器170，断路器170连接在受电弓130和直流变流器110之间。

具体地，断路器170用于在电路出现故障时，切断故障电路，而在电路恢复正常时，接通电路连接，对于轻轨车辆的断路器优选的为高速断路器。

在本实施例中，该轻轨车辆牵引系统还可以包括避雷器180，避雷器180连接在受电弓130和断路器170之间。

避雷器180用于防止轻轨车辆牵引系统电路被瞬时过电压危害，保证轻轨车辆牵引系统电路的安全运行。

通过断路器170和避雷器180的设置，进一步提高了轻轨车辆牵引系统的安全性和可靠性。

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 (5)

1.一种轻轨车辆牵引系统，其特征在于，包括：

受电弓；

用于驱动所述轻轨车辆的驱动部件运转的牵引电机；

用于将直流电转换为交流电以及将交流电转换为直流电的牵引变流器，所述牵引变流器与所述牵引电机相连；

用于将直流电进行变流处理的直流变流器，所述直流变流器分别与所述受电弓和所述牵引变流器相连；

用于通过所述直流变流器传输的电流进行充电并存储电能、以及通过所述直流变流器、所述牵引变流器和所述牵引电机为所述驱动部件供电的电容组，所述电容组与所述直流变流器相连。

2.根据权利要求1所述的轻轨车辆牵引系统，其特征在于，还包括：

用于在所述驱动部件处于制动状态时进行电能消耗的制动电阻，所述制动电阻与所述牵引变流器相连。

3.根据权利要求2所述的轻轨车辆牵引系统，其特征在于：所述牵引变流器包括逆变器和斩波变流器；

所述逆变器分别与所述直流变流器、所述受电弓和所述牵引电机相连；

所述斩波变流器分别与所述逆变器和所述制动电阻相连。

4.根据权利要求1所述的轻轨车辆牵引系统，其特征在于，还包括：

断路器，所述断路器连接在所述受电弓和所述直流变流器之间。

5.根据权利要求4所述的轻轨车辆牵引系统，其特征在于，还包括：

避雷器，所述避雷器连接在所述受电弓和所述断路器之间。

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