[發明專利]用于電傳動牽引軌道交通車輛的蓄電池供電牽引系統

有效

• 申請號: 201710652707.4
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN109383307B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 劉海濤;丁懿;鄒檔兵;鄭鋼;章志兵
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: B60L50/60
• 分類號: B60L50/60;H02J9/06
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 張文娟;朱繪

本發明公開了一種用于電傳動牽引軌道交通車輛的蓄電池供電牽引系統，該系統由弓網系統供電，所述系統包括：牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機、雙向交直流轉換裝置以及蓄電池裝置，其中，雙向交直流轉換裝置與輔助變流器和蓄電池裝置連接，根據弓網系統的供電狀態，實現AC/DC轉換為蓄電池裝置充電和車輛輔助負載供電或進行DC/AC逆變實現蓄電池裝置牽引功能和為車輛輔助負載供電。本發明既可為車輛輔助交直流負載設備繼續進行供電，又可為牽引逆變器提供電源，進而啟動牽引電機，實現車輛的緊急牽引，確保車輛能夠順利運行到最近的車站、檢修基地、臨修庫等，無需其他牽引車進行牽引。

技術領域

本發明涉及電傳動牽引軌道交通領域，尤其是涉及一種用于電傳動牽引軌道交通車輛的蓄電池供電牽引系統。

背景技術

電氣化軌道車輛是通過受電弓滑板與接觸網導線間的滑動接觸而獲取電能的，進而使車輛獲得動力，當接觸網出現故障時，車輛喪失牽引力，因此，良好的弓網關系是確保列車穩定可靠運行的基本前提。

在現有技術中，當接觸網或地面供電系統失電時，采用電傳動牽引的軌道交通車輛可采用車載蓄電池供電進行緊急牽引，確保整車能夠順利運行到最近的車站，或在無供電系統的區間(如檢修基地、臨修庫等)內，利用車載蓄電池自行移動車輛，無需其他牽引車進行牽引。故針對這一功能，通常采用如下方式實現：其一，通過激活司機室的蓄電池牽引功能(應急牽引)按鈕，使牽引系統由車載蓄電池(DC 110V)直接供電運行。由于蓄電池電壓一般比較低，采用蓄電池直接供電運行不可避免地導致電機功率和轉速受限，無法使列車達到較高的速度；且無交流輔助電源，無法給車上輔助負載進行供電。其二，采用DC/DC斬波器提高牽引變流器的直流電壓。在該方法中，儲能裝置接口與牽引變流器內的雙向DC/DC斬波器連接，并聯在牽引變流器的中間直流回路上，通過DC/DC斬波器將儲能裝置的輸出電壓升壓后，提供給牽引變流器的中間直流回路，用于牽引逆變器驅動牽引電機。采用DC/DC斬波器進行升壓提高牽引變流器直流輸入電壓的方法，可以使電機達到較大功率和較高轉速，但該方案需要額外增加交流輔助電源為車上輔助負載進行供電。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是需要提供一種改進成本低、附加裝備少、對牽引電機損害小的新的技術方案。該方案可以實現在接觸網或地面供電系統失電時，通過車載蓄電池儲備的能量釋放，既可為車輛輔助交直流負載設備繼續進行供電，又可為牽引逆變器提供電源，進而啟動牽引電機，實現車輛的緊急牽引。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于電傳動牽引軌道交通車輛的蓄電池供電牽引系統，該系統由弓網系統供電，所述系統包括：牽引變壓器，其與牽引母線連接；牽引變流器，其包括主變流器和輔助變流器，其中，所述主變流器的輸入端與所述牽引變壓器連接，輸出若干組用來驅動牽引電機的三相交流電源，所述輔助變流器的輸入端與所述主變流器中的中間直流回路連接，其輸出端與三相交流負載母線連接；牽引電機，其與所述主變流器的輸出端連接；雙向交直流轉換裝置，其與所述輔助變流器的輸出端連接，根據所述弓網系統的供電狀態，實現AC/DC轉換為蓄電池裝置充電和車輛輔助負載供電或進行DC/AC逆變實現蓄電池裝置牽引功能和為車輛輔助負載供電；蓄電池裝置，其與所述雙向交直流轉換裝置連接。

優選地，所述牽引變流器采用下列組成方式中的任意一種：集成有所述主變流器和所述輔助變流器的主輔一體牽引變流器，或所述主變流器和所述輔助變流器共用所述中間直流回路的主輔分離牽引變流器。

優選地，所述雙向交直流轉換裝置由下列組成方式中的任意一種構成，集成有DC/AC逆變器的充電機，或單獨設置的充電機與DC/AC逆變器，或雙向充電機。

優選地，在所述弓網系統供電正常時，所述蓄電池供電牽引系統的電能流向為：所述牽引變壓器、所述主變流器、所述輔助變流器、所述雙向交直流轉換裝置、所述蓄電池裝置。

優選地，進一步，當所述弓網系統供電正常時，所述雙向交直流轉換裝置進行AC/DC轉換將所述三相交流負載母線提供的三相交流電源轉換為直流電源，為所述蓄電池裝置充電以及所述車輛輔助負載供電。