CN103625299A - 一种双源无轨电车控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双源无轨电车控制系统的技术方案，该方案的控制系统，包括高压电网U，动力电池GB，用于驱动电车的电机M，制动电阻R，所述的动力电池GB与高压电网U连接，所述的电机M与电机控制器IC连接，所述的电机控制器IC还分别与动力电池GB、制动电阻R连接。该方案双源无轨电车控制系统，可以实现在高压线网模式和脱线模式下的制动能量回收，既能节约能源，又能减少机械制动的使用率。

Description

一种双源无轨电车控制系统
技术领域
本发明涉及的是双源无轨电车，尤其是一种双源无轨电车控制系统。
背景技术
目前，国内传统的无轨电车在很多城市都得到了很好的应用，但由于传统无轨电车不具有制动能量回收功能，整车制动产生的能量，都通过制动电阻以热能的形式消耗掉，同时由于机械制动器的高频率使用，制动器的热衰退性也极其严重，已成为影响汽车安全形式的一大隐患。同时动力电池电量较低时，还需高压充电机对动力进行充电，成本高。这是现有技术所存在的不足之处。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种双源无轨电车控制系统的技术方案，该方案双源无轨电车控制系统，可以实现在高压线网模式和脱线模式下的制动能量回收，既能节约能源，又能减少机械制动的使用率。
本方案是通过如下技术措施来实现的：一种双源无轨电车控制系统，包括高压电网U，动力电池GB，用于驱动电车的电机M，制动电阻R，本方案的特点是：所述的动力电池GB与高压电网U连接，所述的电机M与电机控制器IC连接，所述的电机控制器IC还分别与动力电池GB、制动电阻R连接；
所述的电机控制器IC包括第一绝缘栅双极晶体管V1，第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极与高压电网U的正极连接，第一绝缘栅双极晶体管V1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的集电极连接，第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极与高压电网U的负极连接，所述的第一绝缘栅双极晶体管V1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极之间串联制动电阻R；有第三绝缘栅双极晶体管V3的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接，第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与第四绝缘栅双极晶体管V4的集电极连接, 第四绝缘栅双极晶体管V4的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与电机M连接；即第五绝缘栅双极晶体管V5的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与第六绝缘栅双极晶体管V6的集电极连接, 第六绝缘栅双极晶体管V6的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与电机M连接；第七绝缘栅双极晶体管V7的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与第八绝缘栅双极晶体管V8的集电极连接, 第八绝缘栅双极晶体管V8的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与电机M连接；第九绝缘栅双极晶体管V9的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第九绝缘栅双极晶体管V9的发射极与第十绝缘栅双极晶体管V10的集电极连接, 第十绝缘栅双极晶体管V10的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接,第九绝缘栅双极晶体管V9的发射极通过第一电感L与动力电池GB的正极连接,所述的第一电感L还与第一个二极管D1串联,所述的第十绝缘栅双极晶体管V10的发射极与动力电池GB的负极连接。
所述的电机M为三相电动机。第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与电机M的U相接口连接连接；第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与电机M的V相接口连接；第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与电机M的W相接口连接；
所述的动力电池GB的负极与高压电网U的负极连接，动力电池GB的正极通过与第二个二极管D2的正极连接，第二个二极管D2的负极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接。
所述的第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极和第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极间串联一电容C。所述的绝缘栅双极晶体管均并联有二极管，即所述的十个绝缘栅双极晶体管均并联有二极管。
在线模式时，即有高压线网区，高压线网通过电机控制器，驱动电机运行；同时为保证整车在脱线模式下的续驶里程，在动力电池的剩余电量较低时，高压线网通过充电斩波电路给动力电池充电；在整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量通过第九和第十绝缘栅双极晶体管首先给动力电池进行充电，当动力电池的电量充足时，吸收能力受限时，剩余能量才消耗到制动电阻上，这样即可以实现制动能量的回收，又减少了机械制动器的磨损。 
脱线模式时，即无高压线网区，动力电池为整车提供能源和制动能量回收。在整车制动时，也是通过第九和第十绝缘栅双极晶体管对动力电池充电；若动力电池的剩余电量充足时，吸收能力受限，剩余能量消耗到制动电阻上。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
本发明的优点
1.节能：相比于传统的无轨电车，本发明不仅在有高压线网的情况下进行制动能量回收，在无高压线网的情况也可以进行能量回收，大大提高了能源利用率，特别在启停频繁的公交路况下，节能效果显著。
2.环保：本发明采用的两种能源皆为电能，零排放，无污染。又可进行制动能量回收，减少能源的消耗，从而降低对环境的影响。
3.降低成本：本发明不使用高压充电机，而采用一组充电斩波电路，成本显著降低。
4.提高机械制动器使用寿命：整车制动产生的制动能量一部分动力电池吸收，一部分被制动电阻消耗，机械制动器的使用频率降低，从而提高机械制动器使用寿命。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的电路图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
通过附图可以看出，本方案的双源无轨电车控制系统，包括高压电网U，动力电池GB，用于驱动电车的电机M，制动电阻R，所述的动力电池GB与高压电网U连接，所述的电机M与电机控制器IC连接，所述的电机控制器IC还分别与动力电池GB、制动电阻R连接；
所述的电机控制器IC包括第一绝缘栅双极晶体管V1，第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极与高压电网U的正极连接，第一绝缘栅双极晶体管V1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的集电极连接，第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极与高压电网U的负极连接，所述的第一绝缘栅双极晶体管V1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极之间串联制动电阻R；有第三绝缘栅双极晶体管V3的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接，第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与第四绝缘栅双极晶体管V4的集电极连接, 第四绝缘栅双极晶体管V4的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与电机M连接；即第五绝缘栅双极晶体管V5的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与第六绝缘栅双极晶体管V6的集电极连接, 第六绝缘栅双极晶体管V6的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与电机M连接；第七绝缘栅双极晶体管V7的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与第八绝缘栅双极晶体管V8的集电极连接, 第八绝缘栅双极晶体管V8的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与电机M连接；第九绝缘栅双极晶体管V9的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第九绝缘栅双极晶体管V9的发射极与第十绝缘栅双极晶体管V10的集电极连接, 第十绝缘栅双极晶体管V10的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接,第九绝缘栅双极晶体管V9的发射极通过第一电感L与动力电池GB的正极连接,所述的第一电感L还与第一个二极管D1串联,所述的第十绝缘栅双极晶体管V10的发射极与动力电池GB的负极连接。
所述的电机M为三相电动机。第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与电机M的U相接口连接连接；第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与电机M的V相接口连接；第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与电机M的W相接口连接；
所述的动力电池GB的负极与高压电网U的负极连接，动力电池GB的正极通过与第二个二极管D2的正极连接，第二个二极管D2的负极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接。
所述的第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极和第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极间串联一电容C。所述的绝缘栅双极晶体管均并联有二极管，即所述的十个绝缘栅双极晶体管均并联有二极管。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种双源无轨电车控制系统，包括高压电网U，动力电池GB，用于驱动电车的电机M，制动电阻R，其特征是：所述的动力电池GB与高压电网U连接，所述的电机M与电机控制器IC连接，所述的电机控制器IC还分别与动力电池GB、制动电阻R连接；
所述的电机控制器IC包括第一绝缘栅双极晶体管V1，第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极与高压电网U的正极连接，第一绝缘栅双极晶体管V1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的集电极连接，第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极与高压电网U的负极连接，所述的第一绝缘栅双极晶体管V1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极之间串联制动电阻R；有第三绝缘栅双极晶体管V3的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接，第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与第四绝缘栅双极晶体管V4的集电极连接, 第四绝缘栅双极晶体管V4的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第三绝缘栅双极晶体管V3的发射极与电机M连接；第五绝缘栅双极晶体管V5的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与第六绝缘栅双极晶体管V6的集电极连接, 第六绝缘栅双极晶体管V6的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第五绝缘栅双极晶体管V5的发射极与电机M连接；第七绝缘栅双极晶体管V7的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与第八绝缘栅双极晶体管V8的集电极连接, 第八绝缘栅双极晶体管V8的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接, 第七绝缘栅双极晶体管V7的发射极与电机M连接；第九绝缘栅双极晶体管V9的集电极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接, 第九绝缘栅双极晶体管V9的发射极与第十绝缘栅双极晶体管V10的集电极连接, 第十绝缘栅双极晶体管V10的发射极与第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极连接,第九绝缘栅双极晶体管V9的发射极通过第一电感L与动力电池GB的正极连接,所述的第一电感L还与第一个二极管D1串联,所述的第十绝缘栅双极晶体管V10的发射极与动力电池GB的负极连接。
2.根据权利要求1所述的双源无轨电车控制系统，其特征是：所述的电机M为三相电动机。
3.根据权利要求1所述的双源无轨电车控制系统，其特征是：所述的动力电池GB的负极与高压电网U的负极连接，动力电池GB的正极通过与第二个二极管D2的正极连接，第二个二极管D2的负极与第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的双源无轨电车控制系统，其特征是：所述的第一绝缘栅双极晶体管V1的集电极和第二绝缘栅双极晶体管V2的发射极间串联一电容C。
5.根据权利要求1或2或3所述的双源无轨电车控制系统，其特征是：所述的绝缘栅双极晶体管均并联有二极管。
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