CN111439126A - 城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆 - Google Patents

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CN111439126A CN202010343010.0A CN202010343010A CN111439126A CN 111439126 A CN111439126 A CN 111439126A CN 202010343010 A CN202010343010 A CN 202010343010A CN 111439126 A CN111439126 A CN 111439126A
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Abstract

本发明涉及一种城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆，辅助供电系统包括：辅助高压箱；辅助电源箱，内部设有：DC600V电源装置，包括输入端与辅助高压箱的输出端连接boost升压电路和输入端与boost升压电路的输出端连接且输入侧串联、输出侧并联的两组移相全桥电路；辅助逆变单元，其输入端与移相全桥电路的输出端连接；充电机单元，其输入端与移相全桥电路的输出端连接。本发明增加DC600V输出电压制式，能够为列车提供输出为DC600V，AC380V和DC110V电源，空调机组采用DC600V直接输入，省去中间整流环节，同时列车AC380V供电省去非线性负载‑空调负载，提升工作效率，重量轻，节省能源。

Description

城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，涉及城轨车辆空调供电技术，具体地说，涉及一种城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆。
背景技术
随着我国城市化进程和经济的快速发展，城轨列车作为一种快速、舒适和环保的交通工具迅速在各大城市投入建设使用，已经逐渐成为城市居民生活中必不可少的交通工具。伴随着城市轨道交通网络规模的不断扩大，总的运营能耗呈快速增长的趋势，能耗问题越来越突出。因此，如何提高车辆运能，节约能源，降低运营成本，经济效益最大化成为轨道交通领域的首要目标。这就促使城轨列车向节能、减重、高效和更加安全的方向发展。
目前，轨道交通车辆辅助供电技术主要采用以下两种技术：
(一)列车空调变频技术
随着变频空调在轨道交通领域内广泛应用，针对变频空调的供电特点，空调系统可以由交流供电方式更改为DC1500V直接供电或DC600V供电方式，由此可以省去空调系统中间整流逆变环节。
DC1500V分布式直接供电是在每台变频空调内部增加一个DC1500V转换为DC600V的电源，给变频空调的变频器供电，如图1所示为DC1500V分布式直接供电原理示意图。但采用DC1500V分布式直接供电必须面对以下问题：
1、在车辆上需增设DC1500V高压开关设备、铺设更多的高压线缆，导致高压回路复杂化，还带来更多的绝缘耐压和检修问题。
2、采用DC1500V直接供电，由于车辆频繁牵引制动导致网压波动比较大，同时考虑空调系统的电磁兼容性，需在空调机组内增设输入电抗器。增设的输入电抗器和高压DC/DC电源，会导致列车空调机组体积增大，成本、重量增加，同时也存在空调检修的高压安全问题。
DC600V供电是将受电弓所供的DC1500V网压，经DC/DC降压隔离后输出DC600V，供给空调系统使用，如图2所示为DC600V供电原理示意图，相比DC1500V直接供电具有如下优势：1、辅助逆变器箱1’输出的电压稳定、精度高，供电质量好。2、无需增加DC1500V高压开关和高压供电回路。3、设备集中布置，结构简单，检修方便。但整车需要额外铺设DC600V母线，致使列车负线复杂化。
(二)辅助电源轻量化及小型化技术
轨道交通辅助电源逐渐采用中高频DC/DC变流技术进行辅助电源的轻量化和小型化设计，目前已在动车、城际车上应用和推广，国内外各主要牵引供应商均已开发出相关产品。采用中高频DC/DC变流技术的辅助变流器将是城轨辅助SIV技术发展的一种趋势，其具有如下优势：1、采用中高频DC/DC，电抗器、变压器等磁性元件的体积、重量均有较大改善，辅助电源箱重量体积和重量减少。2、采用软开关技术，降低开关器件损耗，优化系统散热，辅助电源箱整机效率提高。但辅助电源的电路拓扑结构比传统工频变流拓扑结果相对复杂。
发明内容
本发明针对现有列车空调机组存在的体积大、重量重等上述问题，提供了一种电能变换效率高、重量轻的城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆，能够为列车提供输出为DC600V，AC380V和DC110V电源，用于城轨车辆的空调、照明等辅助负载的供电。
为了达到上述目的，本发明提供了一种城轨车辆辅助供电系统，包括：
辅助高压箱，用于获取DC1500V母线上的DC1500V电压；
辅助电源箱，内部设有：
DC600V电源装置，包括输入端与辅助高压箱的输出端连接boost升压电路和输入端与boost升压电路的输出端连接且输入侧串联、输出侧并联的两组移相全桥电路,用于将辅助高压箱输出的DC1500V电压转换为DC600V电压；
辅助逆变单元，其输入端与移相全桥电路的输出端连接，用于将DC600V电源装置输出的DC600V电压转换为AC380V电压；
充电机单元，其输入端与移相全桥电路的输出端连接，用于将DC600V电源装置输出的DC600V电压转换为DC110V电压。
进一步的，还包括母线接触器箱，所述母线接触器箱内设有连接于列车DC600V母线上的直流接触器、连接于列车AC380V母线上的交流接触器以及分别与直流接触器和交流接触器连接的继电器。
优选的，所述辅助高压箱内设有转换开关，所述转换开关为两级三位置开关，用于车辆运行、车间及接地三种工作模式的转换，并控制辅助高压箱与DC1500V母线的通断。
优选的，所述DC600V电源装置包括boost升压电路和输入侧串联、输出侧并联的两组移相全桥电路，所述移相全桥电路包括单相逆变电路、高频变压器和二极管不控整流电路，boost升压电路的输出端与单相逆变电路的输入端连接，单相逆变电路的输出端与高频变压器的输入端连接，高频变压器的输出端与二极管不控整流电路的输入端连接，二极管不控整流电路的输出端与列车DC600V母线连接。
进一步的，还包括DC600V绝缘保护电路，所述DC600V供电绝缘保护电路包括控制器、输出接触器、输入接触器、设于二极管不控整流电路输出端的第一绝缘检测装置以及设于客室空调柜输入端的第二绝缘检测装置，输出接触器和输入接触器分别与控制器电连接；输出接触器连接于第一绝缘检测装置的输出端与列车DC600V母线之间，输入接触器连接于第二绝缘检测装置的输出端与负载之间。
优选的，第一绝缘检测装置的检测电路包括串联连接的电阻R1和电阻R2、电阻R3以及与控制器电连接的电压传感器，电阻R1连接列车DC600V母线正线，电阻R2连接列车DC600V母线负线；电阻R3的一端连接于电阻R1和电阻R2之间，另一端接地；电压传感器一端连接于列车DC600V母线正线上，另一端连接于电阻R3与地之间。
优选的，第二绝缘装置包括与控制器电连接的差分电流传感器，差分电流传感器安装于列车DC600V母线正线和列车DC600V母线负线之间。
优选的，所述辅助逆变单元包括三相全桥逆变电路、滤波电路和AC380V输出接触器，三相全桥逆变电路的输入端与二极管不控整流电路的输出端连接，三相全桥逆变电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与AC380V输出接触器的输入端连接，AC380V输出接触器的输出端与列车AC380V母线连接。
进一步的，还包括AC380V供电绝缘保护电路，设于辅助逆变单元的输出端，所述AC380V供电绝缘保护电路包括由液磁断路器QF和电阻R并联组成的并联电路，所述并联电路的一端连接于列车AC380V母线的中线N上，另一端接地。
优选的，所述充电机单元包括全桥斩波电路、高频变压器和整流输出电路，所述全桥斩波电路的输入端与所述二极管不控整流电路的输出端连接，全桥斩波电路的输出端与高频变压的输入端连接，高频变压器的输出端与所述整流输出电路的输入端连接，整流输出电路的输出端通过防反二极管与列车DC110V母线连接。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种城轨车辆空调机组，包括上述城轨车辆辅助供电系统。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种城轨车辆，包括上述城轨车辆空调机组。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)本发明增加DC600V输出电压制式，空调机组可直接从DC600V母线上取电，省去了空调机组中间整流环节，即省去原有的AC380V转换为DC600V的环节，间接提升了空调系统的变换效率，降低了空调机组重量，同时列车AC380V供电中省去了非线性负载-空调负载，减少AC380V母线的总谐波含量，提升了AC380V供电质量。
(2)本发明DC600V直流母线采用分段供电，分为DC600V供电母线和DC600V负载回路，DC600V供电母线上绝缘主要靠第一绝缘检测进装置和输出接触器行保护，DC600V负载回路绝缘主要第二绝缘检测装置和输入接触器进行保护，采用两级绝缘检测技术，实现供电母线和负载的分级分段保护和故障冗余，提高了辅助供电的安全性和可靠性。
(3)本发明辅助电源箱采用中高频频隔离DC/DC变流技术，代替工频器隔离逆变技术，提高电力半导体器件的工作频率，进而缩小了箱内电抗器、变压器等磁性元件的体积，减轻了设备重量，实现辅助电源箱的小型化和轻量化，本发明辅助电源箱能够较传统辅助电源箱重量减轻300kg以上。同时中频隔离DC/DC电能变换采用软开关技术，使开关电压/电流波形不交叠，实现零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)技术，降低了开关器件损耗，优化系统散热，提高辅助电源箱整机效率。
(4)本发明设计的辅助供电系统能够使整车总减重不小于1000kg，效率提升至少3个百分点，按车辆每天运行10小时，每年运行300天、电能转换效率提高3％核算，每列车每年可节约电量不小于30000kWh。
附图说明
图1为现有DC1500V分布式直接供电原理示意图；
图2为现有DC600V供电原理示意图；
图3为本发明实施例所述城轨车辆辅助供电系统的结构简图；
图4为本发明实施例所述DC600V绝缘保护电路的结构简图；
图5为本发明实施例所述第一绝缘检测装置的检测电路图；
图6为本发明实施例所述第二绝缘检测装置的检测电路图；
图7为本发明实施例所述AC380V绝缘保护电路的电路原理图；
图8为本发明实施例所述四编组轨道车辆中城轨车辆辅助供电系统的供电分配示意图；
图9为本发明实施例所述六编组轨道车辆中城轨车辆辅助供电系统的供电分配示意图。
图中，1′、辅助逆变器箱，1、辅助高压箱，11、转换开关，2、辅助电源箱，21、DC600V电源装置，22、辅助逆变单元，23、充电机单元，3、母线接触器箱，31、直流接触器，32、交流接触器，41、控制器41，42、输出接触器，43、输入接触器，44、第一绝缘检测装置，45、第二绝缘检测装置，451、差分电流传感器，5、客室空调柜，6、列车DC600V母线，7、负载，8、空调机组。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了实现车辆轻量化、减少车下设备体积、节能减排，本发明提供了一种轨道车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆，通过轨道车辆辅助供电系统为列车提供输出为列车提供输出为DC600V，AC380V和DC110V电源，用于城轨车辆的空调、照明等辅助负载的供电。与传统辅助变流器不同的是，本发明提供的轨道车辆辅助供电系统中采用高频大功率DC/DC隔离变流技术替代原工频隔离逆变技术，提升功率密度，降低变压器重量，提高电能变换效率；同时在整车增加DC600V直流母线，用于给空调等大功率负载供电，减少空调机组的整流环节，降低空调机组重量，进一步降低整车重量。
以下以具体的实施例对上述辅助供电系统、空调机组及城轨车辆进行详细说明。
实施例1：参见图1，本实施例提供了一种城轨车辆辅助供电系统，包括：
辅助高压箱1，用于获取DC1500V母线上的DC1500V电压；
辅助电源箱2，内部设有：
DC600V电源装置21，包括输入端与辅助高压箱1的输出端连接boost升压电路和输入端与boost升压电路的输出端连接且输入侧串联、输出侧并联的两组移相全桥电路,用于将辅助高压箱输出的DC1500V电压转换为DC600V电压；
辅助逆变单元(简称：SIV)22，其输入端与移相全桥电路的输出端连接，用于将DC600V电源装置21输出的DC600V电压转换为AC380V电压；
充电机单元23，其输入端与移相全桥电路的输出端连接，用于将DC600V电源装置21输出的DC600V电压转换为DC110V电压。
辅助高压箱通过受电弓与DC1500V母线连接，获取由DC1500V母线提供的DC1500V电压电压，为辅助电源箱提供高压输入。DC600V电源装置将辅助高压箱1输出的DC1500V电压转换为DC600V电压并输出至列车DC600V母线上，为整车提供DC600V直流单元，用于辅助逆变单元、充电机单元、空调机组等DC600V直流负载供电。辅助逆变单元将DC600V电源装置输出的DC600V电压转换为AC380V电压并输出至列车AC380V母线上，用于制动电阻风机、辅助系统风机以及空气压缩机等AC380V交流负载供电，单相AC220V交流电压用于方便插座以及司机室电热玻璃等AC220V交流辅助供电。充电机单元将DC600V电源装置输出的DC600V电压转换为DC110V电压并输出至列车DC110V母线，用于控制系统及照明系统等DC110V直流负载供电。
继续参见图3，所述辅助高压箱1内设有转换开关11，所述转换开关11为两级三位置开关，用于车辆运行、车间及接地三种工作模式的转换，并控制辅助高压箱与DC1500V母线的通断。当转换开关处于运行位时，DC1500V母线上的DC1500V高压经受电弓、转换开关给上述辅助供电系统供电；当转换开关处于车间位时，由车间电源供电，高压经车间电源插座、转换开关给上述辅助供电系统供电，此时牵引不得电；当转换开关处于接地位时，上述辅助供电系统不得电，可进行检修操作。
具体地，所述移相全桥电路包括单相逆变电路、高频变压器和二极管不控整流电路，boost升压电路的输出端与单相逆变电路的输入端连接，单相逆变电路的输出端与高频变压器的输入端连接，高频变压器的输出端与二极管不控整流电路的输入端连接，二极管不控整流电路的输出端与列车DC600V母线连接。自boost升压电路输出的高压，经单相逆变电路将直流电压转换为单相交流电，在经过高频变压器降压后通过二极管不控整流电路输出DC600V直流电压，给辅助逆变单元、充电机单元、空调机组等DC600V直流负载供电。其中，移相全桥电路一二次侧H桥的功率开关器件采用软开关控制，降低开关损耗，提高模块效率，高频变压器通过电器隔离实现高压电路和中压电路的隔离，提高了辅助电源箱的供电可靠性，同时取代了传统的工频变压器，降低了辅助电源箱重量，提高了功率密度。
具体地，所述辅助逆变单元包括三相全桥逆变电路、滤波电路和AC380V输出接触器，三相全桥逆变电路的输入端与二极管不控整流电路的输出端连接，三相全桥逆变电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与AC380V输出接触器的输入端连接，AC380V输出接触器的输出端与列车AC380V母线连接。DC600V电源装置输出的DC600V电压经三相全桥电路后输出AC380V交流电压，经滤波电路后输出380VRMS/50Hz交流电压，经AC380V输出接触器输出至列车AC380V母线上为AC380V负载供电。
具体地，所述充电机单元包括全桥斩波电路、高频变压器和整流输出电路，所述全桥斩波电路的输入端与所述二极管不控整流电路的输出端连接，全桥斩波电路的输出端与高频变压的输入端连接，高频变压器的输出端与所述整流输出电路的输入端连接，整流输出电路的输出端通过防反二极管与列车DC110V母线连接。DC600V电源装置输出的DC600V电压经全桥斩波电路以及高频变压器后整流输出DC110V，DC110V经防反二极管后输出到列车DC110V母线上为DC110V负载供电。
在一具体实施方式中，继续参见图3，上述辅助供电系统还包括母线接触器箱3，所述母线接触器箱3内设有连接于列车DC600V母线上的直流接触器31、连接于列车AC380V母线上的交流接触器32以及分别与直流接触器31和交流接触器32连接的继电器。通过母线接触器箱内的直流接触器和交流接触器实现辅助电源箱的扩展供电或并网供电，整车DC600V母线和AC380V母线全列贯通。若辅助电源箱发生外部短路时，切断列车DC600V母线和列车AC380V母线回路，进行母线间的隔离。
具体地，对于DC600V供电电路，当列车一台辅助电源箱内部发生故障情况下，母线接触器箱内接触器控制母线贯通，由其余的辅助电源箱来保证全列车辅助负载用电，此时列车空调负载减载运行。母线接触器箱安装时无特殊限制，只要设置在两个辅助电源箱之间即可。例如：参见图7，列车采用四编组时，辅助电源箱安装于TMc1车和TMc2车上，母线接触器箱安装于MP2车上，参见图8，列车采用六编组时，辅助电源箱安装于TMc车、T车上，母线接触器箱安装于M车、MP2车上。
列车在运行过程中，由于部件的不稳定性、水密性的降低、线缆的发热老化等因素，会造成列车电气绝缘特性降低，从而导致绝缘故障的发生，给列车的正常运行带来极大的影响，严重时会发生列车运行失效和部件损毁等故障。为了避免类似故障的发生，在一具体实施方式中，上述辅助供电系统还包括DC600V绝缘保护电路，用于DC600V供电绝缘保护。参见图4，以四编组列车为例，所述DC600V供电绝缘保护电路包括控制器41、输出接触器42、输入接触器43、设于二极管不控整流电路输出端的第一绝缘检测装置44以及设于客室空调柜5输入端的第二绝缘检测装置45，输出接触器42和输入接触器43分别与控制器电连接；输出接触器42连接于第一绝缘检测装置44的输出端与列车DC600V母线6之间，输入接触器43连接于第二绝缘检测装置45的输出端与负载7之间。第一绝缘检测装置检测DC600V母线对地电压大小，负责DC600V电源装置以及列车DC600V母线的绝缘检测和保护；第二绝缘检测装置检测本车负载绝缘漏电电流大小，负责本车DC600V客室负载的绝缘检测和保护。两者所设定的动作值互相配合，形成分级分段保护。
具体地，参见图5，第一绝缘检测装置的检测电路包括串联连接的电阻R1和电阻R2、电阻R3以及与控制器电连接的电压传感器，电阻R1连接列车DC600V母线正线，电阻R2连接列车DC600V母线负线；电阻R3的一端连接于电阻R1和电阻R2之间，另一端接地；电压传感器一端连接于列车DC600V母线正线上，另一端连接于电阻R3与地之间。第一绝缘检测装置采用中性点接地电压法检测列车DC600V母线对地电压大小，负责DC600V电源装置以及列车DC600V母线的绝缘检测和保护。
具体地，参见图6，第二绝缘装置45包括与控制器41电连接的差分电流传感器451，差分电流传感器451安装于列车DC600V母线正线和列车DC600V母线负线之间。第二绝缘装置采用差分电流法检测本车负载绝缘漏电电流大小，负责本车DC600V客室负载的绝缘检测和保护。
在一具体实施方式中，参见图7，上述辅助供电系统还包括AC380V供电绝缘保护电路，设于辅助逆变单元的输出端，用于AC380V供电绝缘保护。所述AC380V供电绝缘保护电路包括由液磁断路器QF和电阻R并联组成的并联电路，所述并联电路的一端连接于列车AC380V母线的中线N上，另一端接地。在母线绝缘正常情况下，液磁断路器处于闭合状态，当U、V、W中压线缆发生线皮破损或者短路，液磁断路器将断开，漏电电流经设置的电阻流到N相，从而实现绝缘保护。在辅助逆变单元的输出端设置AC380V供电绝缘保护电路，且采用单相接地故障检测，防止列车AC380V母线发生单相接地故障后，非故障相产生过电压，损坏用电设备。
本实施例上述城轨辅助供电系统能够满足在辅助电源箱损失一台，即其中一台辅助电源箱发生故障或切除，且充电机单元也损失一台，由剩余辅助电源箱同时向全列供电，列车负载进行减载工作，夏季时，空调压缩机负载减半，冬季时，新风预热器负载减半。保证列车安全可靠运行。
实施例2：本发明实施例提供了一种城轨车辆空调机组，包括上述实施例1所述城轨车辆辅助供电系统。
实施例3：继续参见图8，本发明实施例提供了一种四编组城轨车辆，包括上述实施例2城轨车辆空调机组。其中，城轨车辆辅助供电系统包括两台辅助高压箱，两台辅助电源箱以及一台母线接触箱，其中，辅助高压箱、辅助电源箱安装于TMc1车、TMc2车上，母线接触箱安装于MP2车上，位于两台辅助电源箱之间。
实施例4：继续参见图9，本发明实施例提供了一种六编组城轨车辆，包括上述实施例2城轨车辆空调机组。其中，城轨车辆辅助供电系统包括三台辅助高压箱，三台辅助电源箱以及两台母线接触箱，其中，辅助高压箱、辅助电源箱安装于TMc车、T车、TMc车上，母线接触箱安装于M车、MP2车上，每台母线接触箱位于两台相邻的辅助电源箱之间。
上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，包括：
辅助高压箱，用于获取DC1500V母线上的DC1500V电压；
辅助电源箱，内部设有：
DC600V电源装置，包括输入端与辅助高压箱的输出端连接boost升压电路和输入端与boost升压电路的输出端连接且输入侧串联、输出侧并联的两组移相全桥电路,用于将辅助高压箱输出的DC1500V电压转换为DC600V电压；
辅助逆变单元，其输入端与移相全桥电路的输出端连接，用于将DC600V电源装置输出的DC600V电压转换为AC380V电压；
充电机单元，其输入端与移相全桥电路的输出端连接，用于将DC600V电源装置输出的DC600V电压转换为DC110V电压。
2.如权利要求1所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，还包括母线接触器箱，所述母线接触器箱内设有连接于列车DC600V母线上的直流接触器、连接于列车AC380V母线上的交流接触器以及分别与直流接触器和交流接触器连接的继电器。
3.如权利要求1或2所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，所述辅助高压箱内设有转换开关，所述转换开关为两级三位置开关，用于车辆运行、车间及接地三种工作模式的转换，并控制辅助高压箱与DC1500V母线的通断。
4.如权利要求1或2所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，所述移相全桥电路包括单相逆变电路、高频变压器和二极管不控整流电路，boost升压电路的输出端与单相逆变电路的输入端连接，单相逆变电路的输出端与高频变压器的输入端连接，高频变压器的输出端与二极管不控整流电路的输入端连接，二极管不控整流电路的输出端与列车DC600V母线连接。
5.如权利要求4所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，还包括DC600V绝缘保护电路，所述DC600V供电绝缘保护电路包括控制器、输出接触器、输入接触器、设于二极管不控整流电路输出端的第一绝缘检测装置以及设于客室空调柜输入端的第二绝缘检测装置，输出接触器和输入接触器分别与控制器电连接；输出接触器连接于第一绝缘检测装置的输出端与列车DC600V母线之间，输入接触器连接于第二绝缘检测装置的输出端与负载之间。
6.如权利要求5所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，第一绝缘检测装置的检测电路包括串联连接的电阻R1和电阻R2、电阻R3以及与控制器电连接的电压传感器，电阻R1连接列车DC600V母线正线，电阻R2连接列车DC600V母线负线；电阻R3的一端连接于电阻R1和电阻R2之间，另一端接地；电压传感器一端连接于列车DC600V母线正线上，另一端连接于电阻R3与地之间。
7.如权利要求5所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，第二绝缘装置包括与控制器电连接的差分电流传感器，差分电流传感器安装于列车DC600V母线正线和列车DC600V母线负线之间。
8.如权利要求1或2所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，所述辅助逆变单元包括三相全桥逆变电路、滤波电路和AC380V输出接触器，三相全桥逆变电路的输入端与二极管不控整流电路的输出端连接，三相全桥逆变电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与AC380V输出接触器的输入端连接，AC380V输出接触器的输出端与列车AC380V母线连接。
9.如权利要求8所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，还包括AC380V供电绝缘保护电路，设于辅助逆变单元的输出端，所述AC380V供电绝缘保护电路包括由液磁断路器QF和电阻R并联组成的并联电路，所述并联电路的一端连接于列车AC380V母线的中线N上，另一端接地。
10.如权利要求1或2所述的城轨车辆辅助供电系统，其特征在于，所述充电机单元包括全桥斩波电路、高频变压器和整流输出电路，所述全桥斩波电路的输入端与所述二极管不控整流电路的输出端连接，全桥斩波电路的输出端与高频变压的输入端连接，高频变压器的输出端与所述整流输出电路的输入端连接，整流输出电路的输出端通过防反二极管与列车DC110V母线连接。
11.一种城轨车辆空调机组，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述城轨车辆辅助供电系统。
12.一种城轨车辆，其特征在于，包括如权利要求11所述城轨车辆空调机组。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112009512A (zh) * 2020-09-01 2020-12-01 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种城轨车辆客室的环境调节控制装置及其控制方法
CN113771630A (zh) * 2021-09-24 2021-12-10 中车长春轨道客车股份有限公司 城铁车辆接地保护电路
CN113954641A (zh) * 2021-11-16 2022-01-21 株洲中车时代电气股份有限公司 城轨列车高压母线电路
CN114024444A (zh) * 2021-11-05 2022-02-08 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种适用于双压制式的辅助变流器及其控制方法
CN115360749A (zh) * 2022-08-15 2022-11-18 株洲中车时代电气股份有限公司 交直流并联控制系统、方法及电子设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101237154A (zh) * 2008-02-01 2008-08-06 清华大学 一种电动汽车用的动力电池-超级电容混合动力系统
CN101249801A (zh) * 2008-03-31 2008-08-27 北京交通大学 一种车辆辅助变流器
JP5038339B2 (ja) * 2009-01-23 2012-10-03 公益財団法人鉄道総合技術研究所 電力供給方法及び交直流電車用電源システム
CN103661456A (zh) * 2012-09-11 2014-03-26 山东朗进科技股份有限公司 一种新型直流供电铁路客车变频空调机组
CN103723044A (zh) * 2013-12-02 2014-04-16 青岛朗进集团有限公司 一种城市轨道车辆辅助供电系统
CN107070282A (zh) * 2017-05-17 2017-08-18 中国铁道科学研究院 一种辅助变流器、牵引动力单元及车辆
CN109080464A (zh) * 2018-09-03 2018-12-25 中车青岛四方车辆研究所有限公司 轨道车辆主电路拓扑结构及供电方法
CN109552047A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 株洲中车时代电气股份有限公司 一种用于地铁列车的辅助电源系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101237154A (zh) * 2008-02-01 2008-08-06 清华大学 一种电动汽车用的动力电池-超级电容混合动力系统
CN101249801A (zh) * 2008-03-31 2008-08-27 北京交通大学 一种车辆辅助变流器
JP5038339B2 (ja) * 2009-01-23 2012-10-03 公益財団法人鉄道総合技術研究所 電力供給方法及び交直流電車用電源システム
CN103661456A (zh) * 2012-09-11 2014-03-26 山东朗进科技股份有限公司 一种新型直流供电铁路客车变频空调机组
CN103723044A (zh) * 2013-12-02 2014-04-16 青岛朗进集团有限公司 一种城市轨道车辆辅助供电系统
CN107070282A (zh) * 2017-05-17 2017-08-18 中国铁道科学研究院 一种辅助变流器、牵引动力单元及车辆
CN109552047A (zh) * 2017-09-26 2019-04-02 株洲中车时代电气股份有限公司 一种用于地铁列车的辅助电源系统
CN109080464A (zh) * 2018-09-03 2018-12-25 中车青岛四方车辆研究所有限公司 轨道车辆主电路拓扑结构及供电方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于松伟等: "《城市轨道交通供电系统设计原理与应用》", 30 June 2008, 西南交通大学出版社 *
杜加亮: "一种集成式高压柜设计及强度仿真", 《科技风》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112009512A (zh) * 2020-09-01 2020-12-01 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种城轨车辆客室的环境调节控制装置及其控制方法
CN113771630A (zh) * 2021-09-24 2021-12-10 中车长春轨道客车股份有限公司 城铁车辆接地保护电路
CN113771630B (zh) * 2021-09-24 2023-08-25 中车长春轨道客车股份有限公司 城铁车辆接地保护电路
CN114024444A (zh) * 2021-11-05 2022-02-08 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种适用于双压制式的辅助变流器及其控制方法
CN114024444B (zh) * 2021-11-05 2023-08-08 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种适用于双压制式的辅助变流器及其控制方法
CN113954641A (zh) * 2021-11-16 2022-01-21 株洲中车时代电气股份有限公司 城轨列车高压母线电路
CN115360749A (zh) * 2022-08-15 2022-11-18 株洲中车时代电气股份有限公司 交直流并联控制系统、方法及电子设备

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