[發明專利]一種軌道列車的網側變流系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910394302.4
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN111923757A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 付剛;胡景瑜;彭赟;梅文慶;文宇良;羅文廣;王躍;陳欣;吳奕;周振邦
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: B60L53/20
• 分類號: B60L53/20;B60L53/16;B60M7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種軌道列車的網側變流系統及其控制方法，網側變流系統包括變壓模塊、非電氣供電模塊、整流模塊、支撐電容及控制器；控制器用于在受電弓升弓后，檢測受電弓上是否連接有供電線，若是，則檢測供電線上電網電壓的供電制式，并控制變壓模塊和整流模塊在供電制式對應的工作模式下運行，以使整流模塊為支撐電容充電，并將支撐電容電壓保持在供逆變器使用的預設目標電壓；若否，則控制非電氣供電模塊輸出電能至整流模塊，以使整流模塊在接收到電能后為支撐電容充電，并將支撐電容電壓保持在預設目標電壓?？梢?，本申請可滿足多供電制式的要求，且軌道列車可實現在非電氣化鐵路區段運行，從而有助于推動各類型軌道交通線路的融合。

技術領域

本發明涉及軌道車輛牽引供電領域，特別是涉及一種軌道列車的網側變流系統及其控制方法。

背景技術

目前，普鐵、高鐵、城鐵等鐵路均采用AC25kV/50Hz的供電制式，地鐵線路大多采用DC3000V或DC1500V的專線供電制式，從而導致動車、機車及地鐵等軌道列車只能在一種供電制式下運行?，F有技術中，部分地區已經開始嘗試將普鐵、高鐵、城鐵、地鐵等線路進行互通對接，這就需要列車的網側變流系統具備滿足多種供電制式的要求?？梢?，研究滿足多供電制式的列車網側變流系統對推動各類型軌道交通線路融合具有重要意義。

因此，如何提供一種滿足多供電制式的列車網側變流系統的方案是本領域的技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種軌道列車的網側變流系統及其控制方法，網側變流系統可滿足多供電制式的要求，且軌道列車可實現在非電氣化鐵路區段運行，從而有助于推動各類型軌道交通線路的融合。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種軌道列車的網側變流系統，設于軌道列車上，包括變壓模塊、非電氣供電模塊、整流模塊、支撐電容及控制器；其中：

所述變壓模塊的輸入端與所述軌道列車上的受電弓連接，所述整流模塊的輸入端分別與所述變壓模塊的輸出端和所述非電氣供電模塊的輸出端連接，所述整流模塊的輸出正端分別與所述支撐電容的第一端和所述軌道列車上為牽引電機供電的逆變器的輸入正端連接，所述整流模塊的輸出負端分別與所述支撐電容的第二端和所述逆變器的輸入負端連接；

所述控制器用于在所述受電弓升弓后，檢測所述受電弓上是否連接有供電線，若是，則檢測所述供電線上電網電壓的供電制式，并控制所述變壓模塊和所述整流模塊在所述供電制式對應的工作模式下運行，以使所述整流模塊為所述支撐電容充電，并將所述支撐電容電壓保持在供所述逆變器使用的預設目標電壓；若否，則控制所述非電氣供電模塊輸出電能至所述整流模塊，以使所述整流模塊在接收到電能后為所述支撐電容充電，并將所述支撐電容電壓保持在預設目標電壓。

優選地，當所述電網電壓的供電制式包括AC25kV和AC15kV等級的交流供電制式時，所述變壓模塊包括交流開關、多抽頭變壓器、第一可控開關、第二可控開關及第三可控開關；其中：

所述交流開關的第一端作為所述變壓模塊的輸入端，所述交流開關的第二端與所述多抽頭變壓器的原邊高壓側端子連接，所述多抽頭變壓器的原邊低壓側端子接地，所述多抽頭變壓器的次邊高壓側端子與所述第一可控開關的第一端連接，所述多抽頭變壓器的次邊中壓側端子與所述第二可控開關的第一端連接，所述多抽頭變壓器的次邊低壓側端子與所述第三可控開關的第一端連接，所述第一可控開關、第二可控開關及第三可控開關的第二端均接入所述整流模塊；

相應的，所述控制器具體用于在檢測所述電網電壓當前處于AC25kV等級的交流供電制式時，控制所述交流開關、第一可控開關及第二可控開關均閉合，并控制所述整流模塊將自身輸入的交流電整流成直流電為所述支撐電容充電；在檢測所述電網電壓當前處于AC15kV等級的交流供電制式時，控制所述交流開關、第一可控開關及第三可控開關均閉合，并控制所述整流模塊將自身輸入的交流電整流成直流電為所述支撐電容充電，以使所述支撐電容電壓保持在所述預設目標電壓。