CN104192021A - 不用110v蓄电池的接触网机车车辆电气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通电气传动技术领域，尤其是一种不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统，包括1500V电源、800V电源电源变换器、24V电源充电器、24V蓄电池和三个二极管，省去昂贵的大容量镍镉蓄电池，将昂贵的大容量充电器改为小容量的电源变换器，增加小容量的24V蓄电池，改进相关及电源变换器电路，就能保障各种状态下机车正常工作，可靠性不低于现在机车，机车制造成本至少降低10万元（RMB）。

Description

不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统

技术领域

本发明涉及轨道交通电气传动技术领域，尤其是一种不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统。

背景技术

目前轨道交通线上机车车辆用控制电压110VDC，并配置相应电压，容量至少为90AH，庞大的Ni-Cd蓄电池组，价格超过10万（RMB）,而且还有相对应功率的110V充电机。但是，如果不加控制蓄电池，万一机车处于无电网工作状态，而且牵引蓄电池电压太低，110V电压就无法产生，也就没有24V的MCU控制电压，就算电网此时有电，机车也无法充电或者由架线网供电行走，发生系统死机，产生机破故障，只能等待救援。

发明内容

为了克服现有车辆控制系统昂贵的不足，本发明提供了一种不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统，包括1500V电源和800V电源，1500V电源正极依次连接启动开关、熔断器、第一接触器、第一电流传感器和高速断路器，1500V电源负极连接第三接触器和第二电流传感器，熔断器和第一接触器之间并联有电压传感器，熔断器还连接支路一，支路一上正接有第一二极管，第一二极管和1500V电源负极依次110V电源变换器和24V电源变换器，24V电源变换器输出端连接24V蓄电池，800V电源正极依次连接隔离开关、第三电流传感器、第四接触器，第四接触器反接第三二极管，第三电流传感器还连接支路二，支路二上正接有第二二极管，第二二极管分成两条支路，一条支路连接第一二极管，另一条连接第二接触器，第二接触器连接第一接触器。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括1500V电源输出端连接变流器，所述800V电源输出端连接牵引充电机。

本发明的有益效果是，本发明可靠性不低于现用机车，每台车单此项成本降低至少10万元（更换110V镍铬蓄电池价格和8KW的110V充电器而节约的成本），而且体积减小很多。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图中1.1500V电源，2.800V电源，3.启动开关，4.熔断器，5.第一接触器，6.第一电流传感器，7.高速断路器，8.第三接触器，9.第二电流传感器，10.电压传感器，11.第一二极管，12.110V电源变换器，13.24V电源变换器，14.24V蓄电池，15.隔离开关，16.第三电流传感器，17.第四接触器，18.第三二极管，19.第二二极管，20.第二接触器，21.变流器，22.牵引充电机。

具体实施方式

如图1是本发明的结构示意图，一种不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统，包括1500V电源1和800V电源2，1500V电源1正极依次连接启动开关3、熔断器4、第一接触器5、第一电流传感器6和高速断路器7，1500V电源1负极连接第三接触器8和第二电流传感器9，熔断器4和第一接触器5之间并联有电压传感器10，熔断器4还连接支路一，支路一上正接有第一二极管11，第一二极管11和1500V电源1负极依次110V电源变换器12和24V电源变换器13，24V电源变换器13输出端连接24V蓄电池14，800V电源2正极依次连接隔离开关15、第三电流传感器16、第四接触器17，第四接触器17反接第三二极管18，第三电流传感器16还连接支路二，支路二上正接有第二二极管19，第二二极管19分成两条支路，一条支路连接第一二极管11，另一条连接第二接触器20，第二接触器20连接第一接触器5，1500V电源1输出端连接变流器21，800V电源2输出端连接牵引充电机22。

本发明不用110V蓄电池，只用一个小容量的24V(20AH已足够)的蓄电池14。110V电源变换器12（DC/DC, 比充电器容量小很多）替代庞大的110V蓄电池充电器，由架线网或者牵引蓄电池供电，并产生24V控制电压并对24V蓄电池14充电，保证MCU处于永远不会断电状态。万一牵引蓄电池电压太低同时电网电压没有，110V没有了，但24V由蓄电池14供应，保证牵引充电器控制电路正常工作，因此只要电网电压存在，110V即能产生。牵引蓄电池充电系统给蓄电池充电，当牵引蓄电池脱离低电压后，机车就可以行走。

本发明对一切接触网供电，使用控制电压110V的机车，车辆都有效。

原理说明：

地铁双能源车主要包括接触网供电模式与牵引蓄电池供电模式，两种供电模式通过直流接触器进行切换，下面分别对这2种供电模式进行阐述：

接触网供电模式：当工程车处于接触网受流工况时，接触网DC1500V经过受电弓，二位置开关（至受电弓位）、熔断器、接触器、电流传感器、高速断路器、直流母线(包含预充电电路、电抗器续流电路、过电压保护电路等)、电抗器向牵引逆变器供电。此时，电源变换器将1500V变换为110V,并向24V电池充电。

牵引蓄电池供电模式：牵引蓄电池供电时，牵引蓄电池正极通过隔离开关、防反充二极管、接触器、高速断路器、直流母线、线路电抗器等向牵引逆变器供电。此时，电源变换器将800V变换为110V，并向24V电池充电。

因此，正常状态下该系统工作正常。

假设极端状态：牵引蓄电池亏电严重或者中间某一节不好无输出，接触网供电行走并对蓄电池充电，如果此时线路接触网接触时好时不好，没有控制蓄电池车辆在二路都没有供电时，将死机，就是来电后也无法启动，因为110V需要24V控制电源控制产生。因此，从图可看出，有24V蓄电池系统和有110V蓄电池系统有同样功能：在双路无电压输入情况下，MCU保持正常工作状态，一旦任一输入电源来电，马上就能产生110V控制电压，机车，车辆恢复正常操作功能。而且，24V蓄电池14系统与110V蓄电池系统相比成本很低，体积很小。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统，包括1500V电源（1）和800V电源（2），其特征是，所述1500V电源（1）正极依次连接启动开关（3）、熔断器（4）、第一接触器（5）、第一电流传感器（6）和高速断路器（7），所述1500V电源（1）负极连接第三接触器（8）和第二电流传感器（9），所述熔断器（4）和第一接触器（5）之间并联有电压传感器（10），所述熔断器（4）还连接支路一，所述支路一上正接有第一二极管（11），所述第一二极管（11）和1500V电源（1）负极依次110V电源变换器（12）和24V电源变换器（13），所述24V电源变换器（13）输出端连接24V蓄电池（14），所述800V电源（2）正极依次连接隔离开关（15）、第三电流传感器（16）、第四接触器（17），所述第四接触器（17）反接第三二极管（18），所述第三电流传感器（16）还连接支路二，所述支路二上正接有第二二极管（19），所述第二二极管（19）分成两条支路，一条支路连接第一二极管（11），另一条连接第二接触器（20），所述第二接触器（20）连接第一接触器（5）。

2.根据权利要求1所述的不用110V蓄电池的接触网机车车辆电气系统，其特征是，所述1500V电源（1）输出端连接变流器（21），所述800V电源（2）输出端连接牵引充电机（22）。