[發明專利]用于消耗機車車輛制動電能的電能消耗裝置和系統

在審

• 申請號: 201910863119.4
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110481330A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 李水昌;朱雨桐;邱騰飛;劉偉志;宋術全;宋永豐;王春柳;陳義衡
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B61C17/00;H02P27/06;H02M7/00;H02M7/5387;H02J50/10
• 代理公司: 11127 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫乳筍;周永君<國際申請>=<國際公布>

本發明提供的用于消耗機車車輛制動電能的電能消耗裝置和系統，安裝于機車車輛上，包括：逆變模塊以及連接該逆變模塊的發射線圈；該逆變模塊連接該機車車輛的牽引變流器，用于將該牽引變流器輸出的制動電能轉換為高頻電源；該發射線圈位于鋼軌上方，且與該鋼軌無導體連接，以將該高頻電源定向無線傳輸到該鋼軌上，以使該鋼軌作為與電制動時機車車輛相對移動的最終負載消耗電能，不僅能夠保障機車車輛的電制動的正常發揮，在電能消耗的過程中，充當負載的鋼軌隨著機車車輛的移動持續替換，熱量沿著鋼軌分散，并且鋼軌質量大，導熱性能好，因此正常電制動時鋼軌不會引起顯著高溫。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種用于消耗機車車輛制動電能的電能消耗裝置和系統。

背景技術

機車車輛在使用機械摩擦制動時，機車車輛的動能轉換為制動裝置的內能，會損耗制動裝置的耗材，并引起制動裝置溫度升高，當溫度過高時會導致機械摩擦制動的性能急劇下降。

為了緩解機械摩擦制動的上述問題，現代機車車輛采用電制動技術，在電制動工況下把機車車輛的動能轉換為電能，以減少機械摩擦制動的使用，降低機械摩擦制動的損耗和溫升，同時電能還可以回收利用，節約能源。

電制動時要維持機車車輛的能量平衡，當機車車輛的輔助用電系統用不完電制動產生的電能時，需要對多余的電能進行消耗以保證電制動功能的正常發揮。

消耗多余電能最常用的技術是向牽引供電裝置回饋電能，該技術所采用的電路拓撲簡潔、傳輸功率大、能量可以回收利用，但是當牽引供電裝置故障時，或者內燃電傳動機車車輛無法回饋電能，機車車輛的電制動就不能正常發揮。另外，也可以在機車車輛上采用儲能和耗能兩種方法實現一定程度上的電能消耗。但是，目前技術條件下儲能系統結構復雜，體積龐大，儲能系統的功率難以滿足正常電制動功率需求，儲能系統的容量難以滿足長大坡道的電制動能量需求，而車載耗能部件占用空間大、冷卻困難，會產生顯著高溫，對環境造成不利影響，并且同樣難以滿足長大坡道時的電制動需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種用于消耗機車車輛制動電能的電能消耗裝置和系統，能夠至少部分地解決現有技術中存在的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，提供一種用于消耗機車車輛制動電能的電能消耗裝置，安裝于機車車輛上，包括：逆變模塊以及連接該逆變模塊的發射線圈；

該逆變模塊連接該機車車輛的牽引變流器，用于將該牽引變流器輸出的制動電能轉換為高頻電源；

該發射線圈位于鋼軌上方，且與該鋼軌無導體連接，以將該高頻電源定向無線傳輸到該鋼軌上，以使該鋼軌作為與電制動時機車車輛相對移動的最終負載消耗電能。

進一步地，還包括：控制模塊；

該控制模塊連接該逆變模塊，用于控制該逆變模塊工作。

進一步地，該逆變模塊包括：第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一二極管、第二二極管、第三二極管以及第四二極管；

該第一開關管、該第二開關管、該第三開關管以及該第四開關管的控制極均連接該控制模塊，該第一開關管的集電極、該第一二極管的負極、該第三開關管的集電極以及該第三二極管的負極均連接至該牽引變流器的第一輸出端，該第一開關管的發射極連接該第一二極管的正極、該第二開關管的集電極、該第二二極管的負極以及該發射線圈的第一輸入端，該第三開關管的發射極連接該第三二極管的正極、該第四開關管的集電極、該第四二極管的負極以及該發射線圈的第二輸入端，該第二開關管的發射極連接該第二二極管的正極、該第四二極管的發射極、該第四二極管的正極以及該牽引變流器的第二輸出端。

第二方面，提供一種用于消耗機車車輛制動電能的電能消耗系統，包括：牽引供電裝置、電能消耗裝置以及控制開關；