[發(fā)明專利]一種動(dòng)力包和儲(chǔ)能裝置混合供電的動(dòng)車組牽引系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310251826.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103496327A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙明花;李軍;王成濤;王樹賓;荀玉濤;李雪飛;韓偉;況陽(yáng);哈大雷;解楓;周勇志;馬昭鈺;翟黎淵;劉俊明;萬(wàn)爭(zhēng);田偉;翟麗佳;王穎超;蔣英智;張金龍;金鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司
• 主分類號(hào): B60L11/18
• 分類號(hào): B60L11/18
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾益專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 22211
• 代理人: 余巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)車組牽引系統(tǒng)，尤其涉及一種動(dòng)力包和儲(chǔ)能裝置混合供電的動(dòng)車組電力牽引系統(tǒng)。

背景技術(shù)

牽引系統(tǒng)是動(dòng)車組傳動(dòng)系統(tǒng)的核心，肩負(fù)著為列車提供行駛動(dòng)力的任務(wù)。傳統(tǒng)的動(dòng)車組牽引系統(tǒng)主要為單一的電力牽引，采用接觸網(wǎng)供電模式，只能運(yùn)行在電氣化鐵路上。而根據(jù)我國(guó)鐵路規(guī)劃，截至2012年底，我國(guó)電氣化鐵路占全國(guó)鐵路線路的53%；根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，預(yù)計(jì)2020年，電氣化鐵路將占全國(guó)鐵路線路的60%，非電氣化鐵路仍將長(zhǎng)期占有很大比例。所有單一電力牽引的動(dòng)車組無(wú)法滿足在非電氣化鐵路上運(yùn)行，并且在電氣化路段發(fā)生故障或者車輛本身高壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)法及時(shí)實(shí)行自救。

另外，在目前非電氣化路段，傳統(tǒng)集中供電的列車采用熱動(dòng)力源即內(nèi)燃機(jī)車集中供電牽引的方式，在制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)能量主要通過(guò)制動(dòng)電阻的方式消耗，造成能源的巨大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種混合動(dòng)力的動(dòng)車組牽引系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組有、無(wú)接觸網(wǎng)的情況下都能正常運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力的最佳加速性能和應(yīng)急救援、戰(zhàn)備等目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種動(dòng)力包和儲(chǔ)能裝置混合供電的動(dòng)車組牽引系統(tǒng)，其特征在于：主要包括動(dòng)力包、儲(chǔ)能裝置、牽引變流器、牽引電機(jī)，牽引變流器與牽引電機(jī)連接；柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組成內(nèi)燃動(dòng)力包，發(fā)電機(jī)三相輸出直接與牽引變流器相連，儲(chǔ)能裝置與牽引變流器中間直流母線相連。

牽引變流器包括動(dòng)力包接口、儲(chǔ)能裝置接口、第一預(yù)充電裝置、第二預(yù)充電裝置、四象限整流器、中間直流環(huán)節(jié)、牽引逆變器、雙向DC/DC斬波器、過(guò)壓抑制電路、牽引電機(jī)接口和輔助變流器接口，所述動(dòng)力包接口與所述四象限整流器的輸入端連接，所述儲(chǔ)能裝置接口與所述雙向DC/DC斬波器連接，且并聯(lián)在所述四象限整流器的輸出端直流母線上，所述第一預(yù)充電裝置設(shè)置在所述動(dòng)力包接口與所述整流器之間的電路上，所述第二預(yù)充電裝置設(shè)置在所述儲(chǔ)能裝置接口與所述整流器之間的電路上，所述四象限整流器的輸出端與所述牽引逆變器的輸出端連接，所述中間直流環(huán)節(jié)并聯(lián)在所述四象限整流器的輸出端直流母線上，所述牽引逆變器的輸出端用于與所述牽引電機(jī)接口連接，所述過(guò)壓抑制電路并聯(lián)在所述整流器的輸出端直流母線上，所述輔助變流器接口并聯(lián)在所述四象限整流器的輸出端直流母線上。

所述第一預(yù)充電裝置和第二預(yù)充電裝置均包括主接觸器、預(yù)充電接觸器和預(yù)充電電阻；所述主接觸器用于控制主電路的通斷，所述預(yù)充電接觸器用于分別控制所述第一預(yù)充電裝置和第二預(yù)充電裝置向所述支撐電容預(yù)充電。

所述直流環(huán)節(jié)包括支撐電容和電容放電電阻。

所述雙向DC/DC斬波器包括兩個(gè)IGBT功率器件和一個(gè)電抗器，所述兩個(gè)IGBT功率器件連接后與電抗器連接。

所述過(guò)壓抑制電路包括串聯(lián)的IGBT功率器件和能量吸收電阻。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果：

1）能夠?qū)崿F(xiàn)跨線運(yùn)行，可適應(yīng)不同環(huán)境的不同運(yùn)輸需求。

2）在非電氣化路段，采用動(dòng)力包與儲(chǔ)能裝置混合供電模式，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸網(wǎng)工況的正常運(yùn)行。

3）在市區(qū)內(nèi)非電氣化路段，實(shí)現(xiàn)“零”排放。

4）在動(dòng)力包供電能力在無(wú)接觸網(wǎng)工況下，制動(dòng)能量通過(guò)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行吸收，實(shí)現(xiàn)了能量的循環(huán)利用，體現(xiàn)綠色節(jié)能理念。

5）能夠通過(guò)儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)列車加速過(guò)程中的功率補(bǔ)給，實(shí)現(xiàn)最佳加速性能，卻又大大減小了動(dòng)力包的功率和體積、重量，實(shí)現(xiàn)最佳的功率密度。

6）由于采用了儲(chǔ)能裝置，該動(dòng)車組不僅具有非電氣化路段的運(yùn)行能力，在特殊的雨雪天氣或接觸網(wǎng)受損時(shí)有應(yīng)急救援和戰(zhàn)備功能，還可以作為移動(dòng)電源使用。?

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施方式主電路原理圖；

圖2為牽引變流器組成框圖；

圖3為牽引變流器主電路原理圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施方式包括動(dòng)力包、儲(chǔ)能裝置、牽引變流器、牽引電機(jī)，牽引變流器與牽引電機(jī)連接；柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組成內(nèi)燃動(dòng)力包，發(fā)電機(jī)三相輸出直接與牽引變流器相連，儲(chǔ)能裝置與牽引變流器中間直流母線相連。

參照?qǐng)D2、圖3，1.輔助變流器接口2.?動(dòng)力包接口3.儲(chǔ)能裝置接口4.第一預(yù)充電裝置5.四象限整流器6.中間直流環(huán)節(jié)7.牽引逆變器8.雙向DC/DC斬波器9.過(guò)壓抑制電路10.牽引電機(jī)接口11.第二預(yù)充電裝置