CN107021108A - 悬挂式空轨列车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种悬挂式空轨列车，包括牵引系统、冷却系统和供电系统，通过蓄电池、永磁水冷电机、牵引逆变器、制动电阻之间电连接构成列车车体的牵引系统，通过蓄电池与辅助逆变器电连接构成列车车体的供电系统，通过辅助逆变器与水冷装置电连接，以及水冷装置通过冷凝管对永磁水冷电机进行冷却构成冷却系统，本发明提出悬挂式空轨列车在兼容常规电网供电方式的同时，还提出一种采用拖车自带电池包的绿色新能源供电方式。该列车避免了线路电网故障时不能运营和救援的问题。

Description

悬挂式空轨列车

技术领域

本发明涉及轨道车辆领域，具体的是一种悬挂式空轨列车。

背景技术

悬挂式空轨作为中小运量轨道交通的代表，对解决大城市支线、辅助线和中、小城市骨干线的运输需求具有建设成本低、建设周期短、建设维护方便、可迁移、可持续发展的优势。

本次发明，重点设计了一种全新制式的悬挂式空轨列车。包括：轻量化车体、熊猫元素的外观设计、可靠的吊挂方式、平稳的走行部件，轻便型的牵引辅助供电系统，绿色环保的储能电池供电系统，智能化的网络控制系统、安全冗余设计的制动系统等。

空轨在国内尚属发展初期，特别适宜我国人口众多、地形复杂的城市化的交通需求，适应了城市轨道发展技术方向，预期具有较好的市场前景。

现有技术中轨道车辆通常采用接触网或第三轨形成的电网供电。电网设备复杂，建设成本高，线路损耗大。因此开发一种兼容常规电网供电方式的同时，还能够采用拖车自带电池包的绿色新能源供电方式，的空轨列车是当前所要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种悬挂式空轨列车，具体方案如下。

悬挂式空轨列车，包括牵引系统、冷却系统和供电系统，所述空轨列车包括轨道梁和悬挂在轨道梁下方的列车车体，所述轨道梁内设有转向架和电池拖车，转向架与电池拖车相互挂连，转向架上安装有行走轮、导向轮和永磁水冷电机，电池拖车上安装有蓄电池，所述列车车体顶设有多个设备箱，多个设备箱中分别安装有牵引逆变器、辅助逆变器、水冷装置和制动电阻，所述蓄电池、永磁水冷电机、牵引逆变器、制动电阻通过电缆电连接构成列车车体的牵引系统，所述蓄电池与辅助逆变器通过电缆电连接构成列车车体的供电系统，所述辅助逆变器与水冷装置通过电缆电连接，所述水冷装置通过冷凝管与永磁水冷电机连接构成冷却系统。

进一步所述蓄电池为DC750V牵引蓄电池。

进一步所述制动电阻与水冷装置集成在同一设备箱内。

进一步所述列车车体包括有两节车厢，每节车厢顶部连接有两组转向架，每组转向架上安装有两个永磁水冷电机，两个永磁水冷电机分别位于转向架的前后两端。

进一步所述转向架底部装有悬吊装置，悬吊装置固定在列车车体的顶部

进一步所述列车车体顶部装有空调，所述辅助逆变器与空调电连接。

更进一步所述列车车体包括由中空铝合金材料构建的框架，框架的底部铺设有铝合金板作为底板，框架的侧部铺设有酚醛板作为侧墙，框架的顶部铺设有酚醛泡沫板作为顶部盖板，所述列车车体中设有内装中顶板，所述顶部盖板与两侧侧墙以及内装中顶板合围构成列车车体的风道，所述风道与空调的风机相连接。

和现有技术相比较本发明把蓄电池包安装在转向架上，通过转向架搭载重量较大的蓄电池，降低了列车的载重，同时给永磁水冷电机和列车供电，实现无需上一级供电设施，节约了供电的成本的同时还删减了原有机车沉重的供电设备，降低了空轨列车整体的重量。

附图说明

图1为空轨列车的结构图；

图2为动力转向架的结构图；

图3为拖车转向架的结构图；

图4为车厢以及风道的结构图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2和图3所示，悬挂式空轨列车，包括牵引系统、冷却系统和供电系统，所述空轨列车包括轨道梁1和悬挂在轨道梁1下方的列车车体2，所述轨道梁1内设有转向架3和电池拖车4，转向架3与电池拖车4相互挂连，转向架3上安装有行走轮5、导向轮6和永磁水冷电机7，电池拖车4上安装有蓄电池8，所述蓄电池8为DC750V牵引蓄电池,所述列车车体顶2设有多个设备箱9，多个设备箱9中分别安装有牵引逆变器10、辅助逆变器11、水冷装置12和制动电阻13，所述蓄电池8、永磁水冷电机7、牵引逆变器10、制动电阻13通过电缆电连接构成列车车体2的牵引系统，所述蓄电池8与辅助逆变器11通过电缆电连生成低频低压电流接构成列车车体2的供电系统，所述辅助逆变器11与安装在列车上的低压用电设备连接，所述低压用电设备包括安装在列车车体顶部的空调14，生成低频低压电流，所述辅助逆变器11与水冷装置12通过电缆电连接，所述水冷装置12通过冷凝管与永磁水冷电机7连接构成冷却系统。所述制动电阻12与水冷装置12集成在同一设备箱9内，制动电阻13的冷却由安装在冷却装置12上的风机直接冷却。所述列车车体2包括有两节车厢21，每节车厢21顶部连接有两组转向架3，每组转向架3上安装有两个永磁水冷电机7，两个永磁水冷电机7分别位于转向架3的前后两端。所述转向架3底部装有悬吊装置15，悬吊装置15固定在列车车体2的顶部。两个转向架3通过中心悬吊装置将列车车体2悬吊在轨道梁1下方，经转向架3上的悬挂减振系统和橡胶材质的行走轮4，最终将列车车体3重量传递至轨道梁中1的走行轨上，使得车辆沿着轨道梁1安全、平稳地运行，保证列车车体2不会脱轨。

DC750V蓄电池8为牵引逆变器10供电，电能经牵引逆变器10DC-AC逆变控制后输入给永磁电机7驱动列车。当列车制动时，优先采用电制动，即永磁电机7由列车惯性动能驱动反转发电，经牵引逆变器10反充给DC750V蓄电池8。电能无法回充时，采用制动电阻13消耗或部分消耗改能量。当电制动无法充分发挥作用时采用机械制动（液压制动系统）补偿。设置的水冷装置可提供冷却液给永磁电机7，带走电机发出的热能。冷却液带出的热能由车顶冷却装置的风机散热到空气环境中。同时冷却装置的风机还给制动电阻散热。上述均有相应电缆连接构成列车牵引与制动的供电系统。

DC750V蓄电池8还为辅助逆变器供电，辅助逆变输出DC380给空调14的机组使用，输出DC24V给列车照明、控制、网络等系统使用。同时列车车顶配置了24V备用蓄电池21，在DC750V蓄电池8不工作时，24V备用蓄电池21用于唤醒和控制列车。

空轨列车为了满足爬坡能力强，救援能力强的研发目标，采取了仿照全动车配置的设计方案，即每两节车厢21配有四个转向架3，每个转向架3配置两台电机。为满足转向架3在轨道梁1内运行，采用了体积小、重量轻、效率高的永磁水冷电机7。与永磁水冷电机7相匹配，采用了轴控的牵引系统方案，并配置了水冷系统。考虑牵引蓄电池吸收电制动的能力又配置了制动电阻13，为了节约空间采用了水冷装置12和制动电阻13的集成方案。同时，把新能源理念和空铁相结合，采用了DC750V牵引蓄电池供电技术。每辆车配置一套牵引系统（牵引逆变器、辅助逆变器和水冷装置）构成一个单元，全列车共2个单元，每辆动车上配置完全相同，实现了完全对称的编组设计。

实施例2

悬挂式空轨列车受轨道梁承载上限的限制和载客量最大化的市场价值需求，对列车轻量化，特别是列车车体自重的轻量化要求非常高。从列车总体出发，统筹考虑车体、内装、风道等设计需要

如图4所示，所述列车车体2包括由中空铝合金材料构建的框架，框架的底部铺设有铝合金板作为底板16，框架的侧部铺设有酚醛板作为侧墙17，框架的顶部铺设有酚醛泡沫板作为顶部盖板18，所述顶部盖板18与两侧侧墙17以及内装中顶板19合围构成列车车体的风道20，所述列车车体2中设有内装中顶板19，所述风道20与空调14的风机相连接。上述结构中采用中空铝型材构建框架式车体结构，利用复合材料的轻质、隔音、隔热性能作为侧墙、车顶蒙皮，车顶蒙皮与内装中顶板形成风道20。充分发挥不同材料的性能特点，实施协同发挥各种材料的最大优势。并评估验证了车辆载客承载、牵引制动力传递、碰撞安全压缩指标。设计出轻量化水平高，便于制造的车体结构。车体仅1.8吨重，与常规设计相比重量减少30%以上。

本发明中受车辆空中吊轨上运行的制约，不能沿用原轨道车辆用的排水方式（管道直接排放至轨道上，不受时间地点的约束），否则可能淋到路人或一些地面设备，带来不良影响因此冷凝排水采用水箱集中收集，并采用到站信号自动控制其排放的方式，保证冷凝水在车辆进站前不得随意排放。水箱上设置有电动控制型排水阀，冷凝水的排放通过水箱上设置的电磁阀控制，列车网络系统将列车到站信号发送给空调机组，空调机组将排水信号发送至水箱电磁阀，控制水箱排水，排水30s后，排水电磁阀自动关闭。具体排水时间可以根据具体项目的停站时间而定。同时本水箱还配置了溢水管，即使在正常排水出现故障时，也能通过溢水管排放。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.悬挂式空轨列车，包括牵引系统、冷却系统和供电系统，其特征在于，所述空轨列车包括轨道梁和悬挂在轨道梁下方的列车车体，所述轨道梁内设有转向架和电池拖车，转向架与电池拖车相互挂连，转向架上安装有行走轮、导向轮和永磁水冷电机，电池拖车上安装有蓄电池，所述列车车体顶设有多个设备箱，多个设备箱中分别安装有牵引逆变器、辅助逆变器、水冷装置和制动电阻，所述蓄电池、永磁水冷电机、牵引逆变器、制动电阻通过电缆电连接构成列车车体的牵引系统，所述蓄电池与辅助逆变器通过电缆电连接构成列车车体的供电系统，所述辅助逆变器与水冷装置通过电缆电连接，所述水冷装置通过冷凝管与永磁水冷电机连接构成冷却系统。

2.根据权利要求1上述的悬挂式空轨列车，其特征在于，所述蓄电池为DC750V牵引蓄电池。

3.根据权利要求1上述的悬挂式空轨列车，其特征在于，所述制动电阻与水冷装置集成在同一设备箱内。

4.根据权利要求1上述的悬挂式空轨列车，其特征在于，所述列车车体包括有两节车厢，每节车厢顶部连接有两组转向架，每组转向架上安装有两个永磁水冷电机，两个永磁水冷电机分别位于转向架的前后两端。

5.根据权利要求1上述的悬挂式空轨列车，其特征在于，所述转向架底部装有悬吊装置，悬吊装置固定在列车车体的顶部。

6.根据权利要求1所述的悬挂式空轨列车，其特征在于：所述列车车体顶部装有空调，所述辅助逆变器与空调电连接。

7.据权利要求6所述的悬挂式空轨列车，其特征在于：所述列车车体包括由中空铝合金材料构建的框架，框架的底部铺设有铝合金板作为底板，框架的侧部铺设有酚醛板作为侧墙，框架的顶部铺设有酚醛泡沫板作为顶部盖板，所述列车车体中设有内装中顶板，所述顶部盖板与两侧侧墙以及内装中顶板合围构成列车车体的风道，所述风道与空调的风机相连接。