CN103723044A - 一种城市轨道车辆辅助供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种城市轨道车辆辅助供电系统，包括受电弓、主牵引逆变器，还包括一台或多台辅助电源装置，所述受电弓将接触网的电流传送给所述主牵引逆变器和所述辅助电源装置，所述辅助电源装置输出直流电源，所述辅助电源装置的输出端接各用电负载，部分所述用电负载具有自带逆变器或所述用电负载的输入端连接逆变电源，所述自带逆变器和逆变电源的输入端与所述辅助电源装置的输出端连接。本发明将现有地铁和轨轻等城市轨道车辆的交流辅助供电改为直流辅助供电，用电设备通过自带逆变器或在输入端连接一个逆变电源，将直流电转换为需要的交流电，这样可使电源装置大幅减重，减轻整车重量，实现地铁和轻轨车辆的轻量化，同时可以降低设备成本，达到节能环保的目的。

Description

一种城市轨道车辆辅助供电系统
技术领域
本发明涉及一种安装在地铁、轻轨等城市轨道车辆上的供电系统，属于城市轨道车辆供电技术领域。
背景技术
目前，我国地铁、轻轨等城市轨道交通车辆的辅助供电系统是安装一套或多套辅助供电电源（SIV），该辅助电源将接触网网压电源从直流1500V或750V电源逆变为380V的3相4线交流电源，给后续用电设备提供交流3相380V和交流单相220V电源。
因为该电源输出与输入需要进行电气隔离，隔离变压器体积大，重量大，效率低，后接用电设备均为普通三相异步电动机或大功率电热器，如空调机组、空气压缩机、散热风扇、电加热器等，负载起动电流大，该电源需要储备很大的功率容量，以抵抗负载的启动冲击电流，这也造成了电源体积大，重量大。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种城市轨道车辆辅助供电系统，可使电源装置大幅减重，减轻整车重量，实现轨道车辆的轻量化，同时实现降低设备成本、节能环保的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种城市轨道车辆辅助供电系统，包括受电弓、主牵引逆变器，还包括一台或多台辅助电源装置，所述受电弓将接触网的电流传送给所述主牵引逆变器和所述辅助电源装置，所述辅助电源装置输出直流电源，所述辅助电源装置的输出端接各用电负载，部分所述用电负载具有自带逆变器或所述用电负载的输入端连接逆变电源，所述自带逆变器和逆变电源的输入端与所述辅助电源装置的输出端连接。
进一步，所述辅助电源装置输出400-750V直流电源。
进一步，所述辅助电源装置输出600V直流电源。
进一步，多台所述辅助电源装置直流并网为所述各用电负载供电。
进一步，所述用电负载包括空调机组、空气压缩机、风机、电加热器、蓄电池、照明设备。
进一步，所述辅助电源装置固定安装在车体上，或所述辅助电源装置固定安装在所述用电设备中，或所述辅助电源装置固定安装在车辆的电气柜中。
进一步，所述辅助电源装置固定安装在所述空调机组中。
进一步，所述电加热器的输入端直接与所述辅助电源装置的输出端连接。
进一步，所述辅助电源装置的输出端连接电源转换模块，所述电源转换模块输出110V直流电源，所述电源转换模块的输出端连接所述蓄电池和所述照明设备。
进一步，在所述空调机组、空气压缩机、风机中具有自带逆变器，或在所述空调机组、空气压缩机、风机的输入端连接逆变电源。
综上内容，本发明所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，将现有地铁和轨轻等城市轨道车辆的交流辅助供电改为直流辅助供电，用电设备通过自带逆变器或在输入端连接一个逆变电源，将直流电转换为需要的交流电，这样可使电源装置大幅减重，减轻整车重量，实现地铁和轻轨车辆的轻量化，同时可以降低设备成本，达到节能环保的目的。
附图说明
图1是本发明辅助供电系统实施例一示意图；
图2是本发明辅助供电系统实施例二示意图；
图3是本发明辅助供电系统实施例三示意图。
如图1至图3所示，受电弓1，主牵引逆变器2，辅助电源装置3，接触网4，空调机组5，空气压缩机6，风机7，蓄电池8，照明设备9，电加热器10，电源转换模块11，空调逆变电源12，空气压缩机逆变电源13，风机逆变电源14。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例一：
如图1所示，本发明所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，包括受电弓1、主牵引逆变器2和辅助电源装置3，受电弓1的弓头与接触网4接触，接触网4的网压电源为1500V或750V，电流依次经过受电弓1和车辆的主电缆后，将电流传送至主牵引逆变器2和辅助电源装置3。
其中，主牵引逆变器2将输入的1500V或750V直流电转换成三相交流电后输出至与之连接的牵引电机，以驱动牵引电机，进而拖动列车行驶。
辅助电源装置3将输入的1500V或750V直流电进行降压，进而输出400-750V的直流电源，本实施例中，辅助电源装置3输出600V的直流电。辅助电源装置3可以用硬开关技术或软开关技术实现隔离降压，或其他电源转换技术实现隔离降压。
本实施例中，辅助电源装置3全列车采用一台，由一台辅助电源装置3向各用电负载供电，各用电负载之间相互并联。各用电负载各自独立运行，根据指令实现不同的转速或不同的功率要求。
用电负载主要包括空调机组5、空气压缩机6、风机7、蓄电池8、照明设备9、电加热器10等，其中，风机7主要是指用于给主牵引逆变器2散热的风机，也包括车辆的应急通风机、制动风扇等等，风机7均采用变频风机。空调机组5采用变频空调机组，空调机组5中的冷凝风机、送风机等采用变频风机，空调机组5中的压缩机采用变频压缩机，空气压缩机6也采用变频空气压缩机。
用电负载中的每个电加热器10的输入端直接与辅助电源装置3的输出端连接，由辅助电源装置3直接向电加热器10输出600V的直流电，保证电加热器10的运行。
车辆上的蓄电池8和照明设备9都是采用110V的直流电源，所以本实施例中，在辅助电源装置3的输出端连接一个电源转换模块11，电源转换模块11将600V的直流电降压向外输出110V直流电源，电源转换模块11的输出端连接蓄电池8和照明设备9，用于给蓄电池8充电，为照明设备9提供110V直流电。电源转换模块11可能单独安装，也可以与辅助电源装置3集成安装在一起。
本实施例中，在空调机组5、空气压缩机6、风机7中均具有自带逆变器，各负载的自带逆变器将辅助电源装置3输出的600V直流电分别转换为空调机组5、空气压缩机6、风机7所需要的380V、220V等交流电。
由于空调机组5、空气压缩机6、风机7自己带有逆变器，省掉了现有技术中的提供交流380V交流电的辅助电源逆变装置的重量，由于自带逆变器的容量是根据各个负载的要求独立匹配的，所以自带逆变器的体积小，重量较轻，进而减轻了整车重量，实现地铁和轻轨车辆的轻量化，同时，也减少了电源的变换环节，提高了电源的效率，大幅降低了设备的总成本，用电负载自带逆变器，此电源功率小，可靠性高，运行效率高，实现节能环保的目的。达到节能环保的目的。
一台辅助电源装置3可以有多种安装方式，一种是，将辅助电源装置3固定安装在车体上，它可以安装在车辆上任一合适的位置，如安装在司机室等；第二种是，在轨道车辆中一般都设置有用于集成安装成各电气部件的电气柜，将辅助电源装置3直接安装在车辆的电气柜中，可以节省空间，也便于维护；第三种是，将辅助电源装置3固定安装在用电设备中，如可以将辅助电源装置3集成固定安装在空调机组5中，再由空调机组5接出，为其它各负载供电。
实施例二：
如图2所示，与实施例一不同之处在于，在空调机组5的输入端连接一个空调逆变电源12，在空气压缩机6的输入端连接一个空气压缩机逆变电源13，在风机7的输入端连接一个风机逆变电源14，空调逆变电源12、空气压缩机逆变电源13和风机逆变电源14的输入端与辅助电源装置3的输出端连接，空调逆变电源12、空气压缩机逆变电源13和风机逆变电源14用于将辅助电源装置3输出的600V直流电分别转换为空调机组5、空气压缩机6、风机7所需要的380V、220V等交流电。
由于逆变电源的容量是根据各个负载的要求独立匹配的，所以逆变电源的体积相对较小，重量也较轻，进而减轻了整车重量，实现地铁和轻轨车辆的轻量化，同时，逆变电源功率小，可靠性高，运行效率高，实现节能环保的目的。
实施例三：
与上述两个实施例不同之处在于，本实施例中，辅助电源装置3为多台，而且多台辅助电源装置3之间通过直流并网为各用电负载供电，如图3所示，采用了3台辅助电源装置3，不但可以保证整列车各负载的用电量，还可以保证在其中一台或两台辅助电源装置3出现故障时，其它辅助电源装置3依然可以保证列车的运行需要。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种城市轨道车辆辅助供电系统，包括受电弓、主牵引逆变器，其特征在于：还包括一台或多台辅助电源装置，所述受电弓将接触网的电流传送给所述主牵引逆变器和所述辅助电源装置，所述辅助电源装置输出直流电源，所述辅助电源装置的输出端接各用电负载，部分所述用电负载具有自带逆变器或所述用电负载的输入端连接逆变电源，所述自带逆变器和逆变电源的输入端与所述辅助电源装置的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述辅助电源装置输出400-750V直流电源。
3.根据权利要求2所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述辅助电源装置输出600V直流电源。
4.根据权利要求1所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：多台所述辅助电源装置直流并网为所述各用电负载供电。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述用电负载包括空调机组、空气压缩机、风机、电加热器、蓄电池、照明设备。
6.根据权利要求5所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述辅助电源装置固定安装在车体上，或所述辅助电源装置固定安装在所述用电设备中，或所述辅助电源装置固定安装在车辆的电气柜中。
7.根据权利要求6所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述辅助电源装置固定安装在所述空调机组中。
8.根据权利要求5所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述电加热器的输入端直接与所述辅助电源装置的输出端连接。
9.根据权利要求5所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：所述辅助电源装置的输出端连接电源转换模块，所述电源转换模块输出110V直流电源，所述电源转换模块的输出端连接所述蓄电池和所述照明设备。
10.根据权利要求5所述的一种城市轨道车辆辅助供电系统，其特征在于：在所述空调机组、空气压缩机、风机中具有自带逆变器，或在所述空调机组、空气压缩机、风机的输入端连接逆变电源。
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