CN105438008A - 轨道车辆牵引系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轨道车辆牵引系统，通过受电弓与高能电容器连接，牵引逆变器与高能电容器并联设置，牵引逆变器与高能电容器的正极均与直流母线正极连接，牵引逆变器与高能电容器的负极均与直流母线负极连接，牵引电机与牵引逆变器的输出端连接，高能电容器的正极与受电弓连接，高能电容器的负极接地，解决了现有技术中超级电容能量密度低，超级电容所储存的电能只能驱动车辆短距离运行的问题，实现了在全线无网的情况下通过高能电容器所储存的电量驱动车辆长距离运行。
Description
技术领域
本发明涉及牵引动力领域，尤其涉及一种轨道车辆牵引系统。
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，轨道交通因有其载客量大、运行平稳、准点、不拥堵等优点而被越来越多的城市采用，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。但随着道路资源的日趋紧张，城市轨道车辆的接触网架设空间越来越受到各种建筑物或道路的限制，例如在轻轨途径繁华的城市中心、人口稠密的居住区时，架设这种接触网不仅影响美观，同时也会留下安全隐患，
现有技术中，通常采用接触网和超级电容作为车辆供电系统，在接触网有电时，由接触网为动力系统供电，在无电区，启动超级电容为动力系统供电，然而，由于超级电容能量密度低，超级电容所储存的电能只能驱动车辆短距离运行，且在无电区内启动次数有严格限制。
发明内容
本发明提供一种轨道车辆牵引系统，以解决现有技术中超级电容能量密度低，超级电容所储存的电能只能驱动车辆短距离运行的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆牵引系统，包括：受电弓、牵引逆变器、牵引电机和高能电容器；
所述受电弓与所述高能电容器连接，所述受电弓用于给所述高能电容器充电；
所述牵引逆变器与所述高能电容器并联设置，所述牵引逆变器与所述高能电容器的正极均与直流母线正极连接，所述牵引逆变器与所述高能电容器的负极均与直流母线负极连接，所述牵引逆变器用于将直流电转换为交流电；
所述牵引电机与所述牵引逆变器的输出端连接，所述牵引电机用于向车辆提供动力；
所述高能电容器的正极与所述受电弓连接，所述高能电容器的负极接地，所述高能电容器用于将从所述受电弓获得的电能进行储存以及向所述牵引逆变器放电。
在上述轨道车辆牵引系统的一个实施例中，所述牵引逆变器还用于在车辆处于制动状态时，将所述牵引电机产生的交流电转换为直流电给所述高能电容器充电。
在上述轨道车辆牵引系统的一个实施例中，所述轨道车辆牵引系统还包括：辅助逆变器和充电机；
所述辅助逆变器的正极与直流母线的正极连接，所述辅助逆变器的负极与直流母线的负极连接，所述辅助逆变器用于将直流电转换为驱动所述充电机的三相交流电；
所述充电机的输入端与所述辅助逆变器的输出端连接，所述充电机用于向所述轨道车辆牵引系统提供控制电。
在上述轨道车辆牵引系统的一个实施例中，所述轨道车辆牵引系统还包括：
熔断器，所述熔断器设置在所述辅助逆变器和所述受电弓之间，用于在所述辅助逆变器过流情况下切断所述辅助逆变器和所述受电弓之间的线路。
在上述轨道车辆牵引系统的一个实施例中，所述轨道车辆牵引系统还包括：
避雷器，所述避雷器的一端与所述受电弓连接，所述避雷器的另一端接地。
本发明提供的轨道车辆牵引系统，通过受电弓与所述高能电容器连接，所述牵引逆变器与所述高能电容器并联设置，所述牵引逆变器与所述高能电容器的正极均与直流母线正极连接，所述牵引逆变器与所述高能电容器的负极均与直流母线负极连接，所述牵引电机与所述牵引逆变器的输出端连接，所述高能电容器的正极与所述受电弓连接，所述高能电容器的负极接地，解决了现有技术中超级电容能量密度低，超级电容所储存的电能只能驱动车辆短距离运行的问题，实现了在全线无网的情况下通过高能电容器所储存的电量驱动车辆长距离运行。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的轨道车辆牵引系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的轨道车辆牵引系统的结构总图。
具体实施方式
为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1为本发明实施例所提供的轨道车辆牵引系统的结构示意图。如图1所示，MC1为带司机室的动车，TP为带受电弓的拖车，本实施例的轨道车辆牵引系统包括：受电弓、牵引逆变器、牵引电机和高能电容器；
受电弓与高能电容器连接，受电弓用于给高能电容器充电；牵引逆变器与高能电容器并联设置，牵引逆变器与高能电容器的正极均与直流母线正极连接，牵引逆变器与高能电容器的负极均与直流母线负极连接，牵引逆变器用于将直流电转换为交流电；牵引电机与牵引逆变器的输出端连接，牵引电机用于向车辆提供动力；高能电容器的正极与受电弓连接，高能电容器的负极接地，高能电容器用于将从受电弓获得的电能进行储存以及向牵引逆变器放电。
现有技术中在无电区时，采用超级电容储能方式给轻轨车提供电能，由于超级电容能量密度有限，不能通过太长的无电区，超级电容储存的能量只能驱动车辆短距离运行，且在无电区内启动次数有严格限制，而本方案所使用的高能电容器具有能量密度大、充放电快的优势，在短时间内就可以充得较多的电量，并且在给高能电容器充足电量后，高能电容器所储存的电量可以满足轻轨车长距离运行，在始发站和终点站之间不需要架设接触网，也即在全线无网的情况下都可以通过高能电容器所储存的电量驱动车辆运行，并且高能电容器所储存的电量可以多次启动车辆。需要说明的是，在高能电容器所储存的电量不足时，可以通过充电桩给高能电容器充电，或者在始发站或终点站架设的接触网给高能电容器充电，采用充电桩给高能电容器充电时，可以根据高能电容器当前电压值，设定一个稍高于高能电容器电压的充电电压值，并采用设定的电压值开始给高能电容器充电，使高能电容器电压逐步提升，以免在充电桩与高能电容器在电压相差较大情况下充电造成高能电容器损坏。
本实施提供的轨道车辆牵引系统，通过受电弓与高能电容器连接，牵引逆变器与高能电容器并联设置，牵引逆变器与高能电容器的正极均与直流母线正极连接，牵引逆变器与高能电容器的负极均与直流母线负极连接，牵引电机与牵引逆变器的输出端连接，高能电容器的正极与受电弓连接，高能电容器的负极接地，解决了现有技术中超级电容能量密度低，超级电容所储存的电能只能驱动车辆短距离运行的问题，实现了在全线无网的情况下通过高能电容器所储存的电量驱动车辆长距离运行。
进一步的，牵引逆变器还用于在车辆处于制动状态时，将牵引电机产生的交流电转换为直流电给高能电容器充电。
进一步的，轨道车辆牵引系统还包括：辅助逆变器和充电机；
辅助逆变器的正极与直流母线的正极连接，辅助逆变器的负极与直流母线的负极连接，辅助逆变器用于将直流电转换为驱动充电机的三相交流电；充电机的输入端与辅助逆变器的输出端连接，充电机用于向轨道车辆牵引系统提供控制电。
进一步的，轨道车辆牵引系统还包括：
熔断器，熔断器设置在辅助逆变器和受电弓之间，用于在什么情况下切断辅助逆变器和受电弓之间的线路。
进一步的，轨道车辆牵引系统还包括：
避雷器，避雷器的一端与受电弓连接，避雷器的另一端接地。避雷器可以保护轨道车辆牵引系统中的设备不被雷击。
图2为本发明实施例所提供的轨道车辆牵引系统的结构总图。如图2所示，城市轨道车辆一般包括MC1、MC2两个司机室，它们分布在车辆的两端，具有相同的牵引系统。
当轨道车辆进入到始发站或终点站时，通过受电弓及始发站或终点站的充电桩快速为高能电容器补充电能，高能电容器储存的能量大，在轨道车辆进入到始发站或终点站停车期间，可以通过受电弓及始发站或终点站的充电桩快速为给高能电容器充足足够的能量，超级电容器所储存的电能驱动车辆长距离运行。需要说明的是，在始发站和终点站之间的站点，也可以通过充电桩在几秒内给高能电容器补充较多的能量。
本实施提供的轨道车辆牵引系统，能够保证在长距离的无电区，通过高能电容器所储存的能量驱动车辆长距离运行，充分利用了高能电容器的大电流发电能力、大电流吸收能力、能量密度大的优势，解决了现有技术中超级电容能量密度低，超级电容所储存的电能只能驱动车辆短距离运行的问题。
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)
1.一种轨道车辆牵引系统，其特征在于，包括：受电弓、牵引逆变器、牵引电机和高能电容器；
所述受电弓与所述高能电容器连接，所述受电弓用于给所述高能电容器充电；
所述牵引逆变器与所述高能电容器并联设置，所述牵引逆变器与所述高能电容器的正极均与直流母线正极连接，所述牵引逆变器与所述高能电容器的负极均与直流母线负极连接，所述牵引逆变器用于将直流电转换为交流电；
所述牵引电机与所述牵引逆变器的输出端连接，所述牵引电机用于向车辆提供动力；
所述高能电容器的正极与所述受电弓连接，所述高能电容器的负极接地，所述高能电容器用于将从所述受电弓获得的电能进行储存以及向所述牵引逆变器放电。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引系统，其特征在于，所述牵引逆变器还用于在车辆处于制动状态时，将所述牵引电机产生的交流电转换为直流电给所述高能电容器充电。
3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆牵引系统，其特征在于，所述轨道车辆牵引系统还包括：辅助逆变器和充电机；
所述辅助逆变器的正极与直流母线的正极连接，所述辅助逆变器的负极与直流母线的负极连接，所述辅助逆变器用于将直流电转换为驱动所述充电机的三相交流电；
所述充电机的输入端与所述辅助逆变器的输出端连接，所述充电机用于向所述轨道车辆牵引系统提供控制电。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆牵引系统，其特征在于，所述轨道车辆牵引系统还包括：
熔断器，所述熔断器设置在所述辅助逆变器和所述受电弓之间，用于在所述辅助逆变器过流情况下切断所述辅助逆变器和所述受电弓之间的线路。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆牵引系统，其特征在于，所述轨道车辆牵引系统还包括：避雷器，所述避雷器的一端与所述受电弓连接，所述避雷器的另一端接地。
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|---|---|---|---|
| CN201410505405.0A CN105438008A (zh) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 轨道车辆牵引系统 |
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2014
- 2014-09-25 CN CN201410505405.0A patent/CN105438008A/zh active Pending
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