CN213125594U - 一种用于城轨列车的辅助供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型目的在于设计一种用于城轨列车的辅助供电系统，由电压传感器、控制单元、牵引电机、轨旁电阻、线路滤波器、散热风机、低压辅助逆变器、功率调节电路、熔断器、车载蓄电池箱、中压辅助逆变器、低压负载和中压负载所组成；所述牵引电机分别与电压传感器、控制单元、轨旁电阻和线路滤波器电路连接；所述控制单元分别与电压传感器和牵引电机电路相连；所述散热风机与轨旁电阻电路相连；所述功率调节电路分别与线路滤波器、低压辅助逆变器、熔断器和中压辅助逆变器电路连接；所述中压负载与中压辅助逆变器电路相连；所述车载蓄电池箱分别与低压辅助逆变器和低压负载电路相连。该系统能回收部分电能为列车辅助供电系统供电，降低运行能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于城轨列车的辅助供电系统。
背景技术
近年来国家大力发展城轨交通事业，以此来缓解城市交通压力，实现节能环保，提高城市居民出行质量。城轨列车通过架空线为整个列车提供高压电源，用于牵引和辅助供电输入电源。辅助供电系统为列车中压和低压用电设备供电。
牵引电机是一个三相鼠笼异步电机，它在牵引模式下将电能转变成机械能，且在制动模式下将机械能转化成电能。再生制动是一种可以将城轨列车的动能转化为电能，同时产生制动力的制动方式。由于地铁站间距短，城轨列车在线路运行频繁，不断加速减速。列车在制动工况下，牵引电机反转可以将部分电能回馈到电网，部分电能得不到很好的利用。随着城轨列车车次增多，所浪费的能量也越来越多。
因此，为了降低城轨列车运行能耗和减少制动时对环境的污染，回收部分电能为列车中压和低压用电设备供电，研究一种用于城轨列车的辅助供电系统是非常有实用价值和应用前景。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于城轨列车的辅助供电系统，当城轨列车处于牵引工况时，控制单元控制牵引电机正转作为电动机，向城轨列车提供牵引动力，将电能转化为机械能。当城轨列车处于制动工况时，控制单元控制牵引电机反转作为发电机，回馈部分电能，向列车辅助供电系统供电，将机械能转化成电能。当城轨列车处于异常工况时，熔断器工作，断开牵引电机与辅助供电系统的通路，实现过流和短路保护。同时，控制单元控制牵引电机向轨旁电阻放电，将电能转化为热能，通过散热风机散于大气中。
本实用新型的目的是这样实现的：一种用于城轨列车的辅助供电系统由电压传感器、控制单元、牵引电机、轨旁电阻、线路滤波器、散热风机、低压辅助逆变器、功率调节电路、熔断器、车载蓄电池箱、中压辅助逆变器、低压负载和中压负载所组成；所述牵引电机分别与电压传感器、控制单元、轨旁电阻和线路滤波器电路连接；所述控制单元分别与电压传感器和牵引电机电路相连；所述散热风机与轨旁电阻电路相连；所述功率调节电路分别与线路滤波器、低压辅助逆变器、熔断器和中压辅助逆变器电路连接；所述中压负载与中压辅助逆变器电路相连；所述车载蓄电池箱分别与低压辅助逆变器和低压负载电路相连。
进一步的，所述电压传感器用于检测获取城轨列车运行时，牵引电机工作的电压数值。所述控制单元用于获取城轨列车运行的工况、电压传感器的数值大小。当城轨列车处于牵引工况时，控制单元控制牵引电机正转作为电动机，向列车提供牵引动力，将电能转化为机械能。
当城轨列车处于制动工况时，控制单元控制牵引电机反转作为发电机，回馈部分电能，向列车辅助供电系统供电，将机械能转化成电能。此举措在一定程度上降低城轨列车的运行能耗，节约资源。当电压传感器监测到牵引电机的电压值异常时，为确保城轨列车的安全，熔断器工作，断开牵引电机与辅助供电系统的通路，实现过流和短路保护。同时，控制单元控制牵引电机向轨旁电阻放电，将电能转化为热能，通过散热风机散于大气中。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种用于城轨列车的辅助供电系统整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型实施例中的各个结构均选自现有结构，并且控制单元电路、牵引电机作为电动机和发电机的两种状态切换电路和辅助供电系统连接的电路都可以通过一般电路实现。
参照图1所示，一种用于城轨列车的辅助供电系统，包括电压传感器（1）、控制单元（2）、牵引电机（3）、轨旁电阻（4）、线路滤波器（5）、散热风机（6）、低压辅助逆变器（7）、功率调节电路（8）、熔断器（9）、车载蓄电池箱（10）、中压辅助逆变器（11）、低压负载（12）和中压负载（13）。所述牵引电机（3）分别与电压传感器（1）、控制单元（2）、轨旁电阻（4）和线路滤波器（5）电路连接；所述控制单元（2）分别与电压传感器（1）和牵引电机（3）电路相连；所述散热风机（6）与轨旁电阻（4）电路相连；所述功率调节电路（8）分别与线路滤波器（5）、低压辅助逆变器（7）、熔断器（9）和中压辅助逆变器（11）电路连接；所述中压负载（13）与中压辅助逆变器（11）电路相连；所述车载蓄电池箱（10）分别与低压辅助逆变器（7）和低压负载（12）电路相连。
参照图1所示，电压传感器（1）用于检测获取城轨列车运行时，牵引电机（3）工作的电压数值。控制单元（2）用于获取城轨列车运行的工况、电压传感器的数值大小。当城轨列车处于牵引工况下，控制单元（2）控制牵引电机（3）正转作为电动机，向列车提供牵引动力，将电能转化为机械能。当控制单元（2）检测到电压传感器（2）的数值发生异常时，控制单元（2）控制牵引电机向轨旁电阻（4）放电，将电能转化为热能，电阻器产生的热能借助散热风机（6）散于大气中。同时，熔断器（7）工作，断开牵引电机与辅助供电系统的通路，实现过流和短路保护。
参照图1所示，当城轨列车处于制动工况时，控制单元控制牵引电机反转作为发电机，回馈部分电能。控制单元（2）实时检测电压传感器（2）的数值，当检测到电压数值达到线路滤波器（5）的工作电压时，控制单元（2）通过控制牵引电机（2）向线路滤波器（5）电路供电。线路滤波器（5）输出的电压通过功率调节电路（8），将直流电压转换为两路数值不同的电压。一路中压数值达到中压辅助逆变器（11）的工作电压后，将直流电压转变成中压（交流AC380/220V）三相四线制交流电，构成一路AC380V列车母线，通过并网供电的方式，给城轨列车中压负载（13）供电。一路低压数值达到低压辅助逆变器（7）的工作电压后，将直流电压转变成低压（DC110V）直流电，构成一路DC110V列车母线，通过并网供电的方式，通过车载蓄电池箱（10）给城轨列车低压负载（12）供电。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
Claims (3)
1.一种用于城轨列车的辅助供电系统，其特征在于：包括电压传感器（1）、控制单元（2）、牵引电机（3）、轨旁电阻（4）、线路滤波器（5）、散热风机（6）、低压辅助逆变器（7）、功率调节电路（8）、熔断器（9）、车载蓄电池箱（10）、中压辅助逆变器（11）、低压负载（12）和中压负载（13）；所述牵引电机（3）分别与电压传感器（1）、控制单元（2）、轨旁电阻（4）和线路滤波器（5）电路连接；所述控制单元（2）分别与电压传感器（1）和牵引电机（3）电路相连；所述散热风机（6）与轨旁电阻（4）电路相连；所述功率调节电路（8）分别与线路滤波器（5）、低压辅助逆变器（7）、熔断器（9）和中压辅助逆变器（11）电路连接；所述中压负载（13）与中压辅助逆变器（11）电路相连；所述车载蓄电池箱（10）分别与低压辅助逆变器（7）和低压负载（12）电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于城轨列车的辅助供电系统，其特征是：电压传感器（1）用于检测获取城轨列车运行时，牵引电机（3）工作的电压数值；控制单元（2）用于获取城轨列车运行的工况，电压传感器（1）的数值大小；当城轨列车处于牵引工况时，控制单元（2）控制牵引电机（3）正转作为电动机，向列车提供牵引动力，将电能转化为机械能。
3.根据权利要求1所述的一种用于城轨列车的辅助供电系统，其特征是：当城轨列车处于制动工况时，控制单元（2）控制牵引电机（3）反转作为发电机，通过功率调节电路（8）和相应的辅助逆变器，将直流电压转换，构成一路AC380V列车母线和一路DC110V列车母线，通过并网供电的方式给相应的负载供电；当电压传感器（1）监测到牵引电机（3）的电压值异常时，为确保城轨列车的安全，熔断器（9）工作，断开牵引电机（3）与辅助供电系统的通路，实现过流和短路保护；同时，控制单元（2）控制牵引电机（3）向轨旁电阻（4）放电，将电能转化为热能，通过散热风机（6）散于大气中。
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