CN106976461A - 一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统、悬挂式单轨列车 - Google Patents

一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统、悬挂式单轨列车 Download PDF

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孟远文
孟玉发
何国福
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Abstract

本发明提出了一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统、悬挂式单轨列车。所述系统应用于一个车厢上，包括动力蓄电池、牵引变流柜、若干牵引电机；动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。所述列车的各个车厢使用上述主传动系统，所述列车的相邻两个车厢背对背重联组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联。本发明创造性的采用动力蓄电池对悬挂列车进行供电，且采用了永磁同步电机牵引，而且还可以在制动过程中通过永磁同步电机对动力蓄电池进行充电，且制动电阻柜的设置避免了动力蓄电池过充。本发明牵引效率高，可以白天正常运行，晚上充电，降低运营成本，同时减少地面供电网络的建设成本。

Description

一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统、悬挂式单轨列车
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统、悬挂式单轨列车。
背景技术
目前轨道交通车辆大多采用接触网（轨）供电，异步电机牵引的方式，需要单独布置电网或者电轨，且不利于轨道资源的利用，尤其是悬挂式列车，其靠转向架运行，而转向架设置于封闭轨道梁上，额外设计供电电网或者电轨比较麻烦，成本极高。
如果能提供一种可利用蓄电池供电的列车交通技术方案，将是十分有意义的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统，所述系统应用于一个车厢上，包括动力蓄电池、牵引变流柜、若干牵引电机；动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。
进一步的，所述牵引电机为永磁同步电机。
进一步的，所述牵引电机具有四个，每个车厢的两个转向架前、后各设置一个牵引电机。
进一步的，动力蓄电池通过接触器开关与牵引变流柜连接。
进一步的，还包括制动电阻柜，所述制动电阻柜通过接触器开关连接到动力蓄电池对应的接触器开关与牵引变流柜的连接端。
进一步的，所述动力蓄电池设置于一个动力电池车内，所述动力电池车安装于轨道梁上，位于其所属列车车厢对应的两个转向架之间，其前端、后端分别与相邻转向架弹性连接，所述动力电池车安装有能够沿着轨道梁运行的滚轮。
进一步的，牵引变流柜输出端与各个牵引电机之间设置有隔离开关。
本发明还公开了一种列车，所述列车的各个车厢使用上述的主传动系统，所述列车的相邻两个车厢背对背重联组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联。
进一步的，每个车厢还包括辅助逆变器，其输入端与动力蓄电池连接，输出端接口包括AC380供电接口、DC24V供电接口。
进一步的，同一个列车单元的两个车厢的AC380供电接口连接到同一个万转开关。
本发明的有益效果为：
本发明创造性的采用动力蓄电池对悬挂列车进行供电，且采用了永磁同步电机牵引，而且还可以在制动过程中通过永磁同步电机对动力蓄电池进行充电，且制动电阻柜的设置避免了动力蓄电池过充。
本发明还将动力蓄电池供电、转向架等全部都集中在一条轨道梁中，不占用有效的车辆空间，噪声污染少，近乎封闭轨道梁中运行，加之采橡胶车轮，行驶时几乎无噪音，基本做到了无声息运行。将动力蓄电池集成在封闭在轨道梁环境中运行，与旅客乘坐车辆进行隔离，消除了大容量蓄电池潜在在安全风险。
本发明牵引系统高，可以白天正常运行，晚上充电，降低运营成本，同时减少地面供电网络的建设成本。
附图说明
图1为主传动系统电路示意图。
图2为主传动系统的安装示意图。
图中，1.转向架，2.牵引电机，3.弹性连接杆，4.动力电池车、5. 牵引变流柜，6.动力蓄电池,7.制动电阻柜。
具体实施方式
本发明所述悬挂式单轨列车车厢主传动系统应用于一个单独的车厢上，为该车厢提供动力。悬挂式单轨列车是悬挂于转向架1上，靠转向架1进行转向及运行的一种列车。每个车厢对应两个转向架1，且转向架1设置有滚轮，以沿着轨道梁运行。
本发明所述系统的电路示意图如图1所示。所述系统包括动力蓄电池6、牵引变流柜5、若干牵引电机。动力蓄电池6与牵引变流柜5输入端连接，牵引电机与牵引变流柜5输出端连接。牵引变流柜5采用永磁同步电机矢量控制技术,属于现有技术。
所述牵引电机优选为永磁同步电机2，以下均以永磁同步电机2为例进行说明。
本实施例设置与4个永磁同步电机2,并联连接到牵引变流柜5输出端，所述牵引变流柜5用于在列车正常运行时驱动永磁同步电机2，并在制动时将永磁同步电机2所发电能传输给动力蓄电池6。优选的，牵引变流柜5输出端与各个永磁同步电机2之间设置有隔离开关，所述隔离开关在列车正常运行工况及制动工况时闭合，在列车空载的时候断开。
动力蓄电池6输出端通过接触器开关与牵引变流柜5连接。优选的，所述主传动系统还设置有制动电阻柜7，所述制动电阻柜7通过接触器开关连接到动力蓄电池6对应的接触器开关与牵引变流柜5的连接端，用于在蓄电池电量充足的情况下，通过断开动力电池车4与牵引变流柜5的连接，接通制动电阻柜7与牵引变流柜5的连接，实现永磁同步电机2所发的电能够消耗在制动电阻上，避免动力蓄电池6过充。
下面结合图2对上述系统的布置方式进行说明。
为了消除大容量蓄电池潜在在安全风险，本发明将动力蓄电池6集成在封闭在轨道梁环境中运行，与旅客乘坐车辆进行隔离。
所述动力蓄电池6设置于一个动力电池车4内，所述动力电池车4安装于轨道梁上，位于其所属列车车厢对应的两个转向架1之间，其前端、后端分别与相邻转向架1弹性连接，所述动力电池车4安装有能够沿着轨道梁运行的滚轮。两个转向架1与动力电池车4通过弹性连接杆3或伸缩量可调且包裹了橡胶的链条连接。弹性连接杆3可下置也可上置于转向架1构架与动力电池车4之间。动力电池车4与转向架1的弹性连接方式使得其可以推挽式运行，不需要额外的动力提供，能节约能源。
优选的，动力电池车4的滚轮由橡胶制成，转向架11的滚轮则为橡胶驱动轮，行驶时无噪音，基本做到无声息运行。
牵引变流柜5设置于列车车厢顶部，每个车厢的两个转向架1前、后各设置一个牵引电机，用于驱动转向架1的滚轮前行。
上述主传动系统的工作原理为：
正常运行工况时，动力蓄电池6通过接触器开关向牵引变流柜5供电，牵引变流柜5再逆变成交流电分别供电给4台永磁同步电机2，4台永磁同步电机2通过转向架1上的滚轮驱动列车运动。
制动工况时，永磁同步电机2发电，通过牵引变流柜5向动力蓄电池6充电，当动力蓄电池6电量充足时，断开其与牵引变流柜5之间的接触器开关，并接通制动电阻柜7与牵引变流柜5的接触器开关，将电能消耗在电阻上。
空载时，断开各个永磁同步电机2与牵引变流柜5的隔离开关。
本发明还公开了一种使用前述主传动系统的悬挂式单轨列车。该列车的各个车厢使用上述的主传动系统，所述列车的相邻两个车厢背对背重联组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池6并联。
优选的，每个车厢内还设置有辅助逆变器，其与动力蓄电池6连接，用于将动力蓄电池6的电转换为AC380供电、DC24V供电。所述AC380供电可用于冷却风扇用电、列车上的生活用电，所述DC24V供电用于对车厢内各个控制功能单元进行供电。
优选的，所述动力蓄电池6为锂离子动力蓄电池6。
优选的，所述列车的相邻两个车厢背对背组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池6并联供电。每个车厢还包括，列车单元内的两节车辆的AC380V供电通过万转开关实现互为冗余备份。

Claims (10)

1.一种悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，所述系统应用于一个车厢上，包括动力蓄电池、牵引变流柜、若干牵引电机；动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。
2.如权利要求1所述的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，所述牵引电机为永磁同步电机。
3.如权利要求1所述的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，所述牵引电机具有四个，每个车厢的两个转向架前、后各设置一个牵引电机。
4.如权利要求1或2或3所述的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，动力蓄电池通过接触器开关与牵引变流柜连接。
5.如权利要求4所述的蓄电池供电的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，还包括制动电阻柜，所述制动电阻柜通过接触器开关连接到动力蓄电池对应的接触器开关与牵引变流柜的连接端。
6.如权利要求1所述的蓄电池供电的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，所述动力蓄电池设置于一个动力电池车内，所述动力电池车安装于轨道梁上，位于其所属列车车厢对应的两个转向架之间，其前端、后端分别与相邻转向架弹性连接，所述动力电池车安装有能够沿着轨道梁运行的滚轮。
7.如权利要求1所述的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，其特征在于，牵引变流柜输出端与各个牵引电机之间设置有隔离开关。
8.一种悬挂式单轨列车，其特征在于，所述列车的各个车厢使用如权利要求1~7任一项所述的悬挂式单轨列车车厢主传动系统，所述列车的相邻两个车厢背对背重联组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联。
9.如权利要求8所述的悬挂式单轨列车，其特征在于，每个车厢还包括辅助逆变器，其输入端与动力蓄电池连接，输出端接口包括AC380供电接口、DC24V供电接口。
10.如权利要求9所述的悬挂式单轨列车，其特征在于，同一个列车单元的两个车厢的AC380供电接口连接到同一个万转开关。
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