[發明專利]移動閃光焊軌機的供電裝置

在審

• 申請號: 202010592488.7
• 申請日: 2020-06-25
• 公開（公告）號: CN111740459A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李文科;夏梁志;丁小寧;程興民;劉珀;曹澤
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34;B23K11/04;B23K11/24
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及供電裝置，具體為移動閃光焊軌機的供電裝置。解決現有的移動閃光焊軌機采用柴油發電機組作為供電裝置存在的缺陷和問題。該供電裝置包括蓄電池組、超級電容組、雙向DC/DC轉換器、焊接主逆變器；超級電容組與雙向DC/DC轉換器的一端相連，雙向DC/DC轉換器的另一端與焊接主逆變器的輸入端相連，蓄電池組的輸出端經隔離開關KM2與焊接主逆變器的輸入端相連，焊接主逆變器的輸出端為移動閃光焊軌機供電。本發明免去了油煙的污染，尤其適合地鐵等地下軌道焊接。提升了用戶的經濟效益，幾乎不產生噪聲，提高設備的使用壽命，降低維護成本。

技術領域

本發明涉及供電裝置，具體為移動閃光焊軌機的供電裝置。

背景技術

中國高速鐵路運營里程已高居世界榜首，而保障高鐵安全、舒適運行的關鍵環節之一便是軌道焊接技術。目前，高速鐵路建設中的常用鋼軌焊接方法有三種：閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊。閃光焊以其技術先進、焊接質量好、作業效率高等優點，在高速鐵路、城軌、地鐵等無縫線路建設工程中得到了大量應用。

現有的移動閃光焊軌機采用柴油發電機組作為供電裝置，圖1所示是現有的柴油發電機組給焊軌機供電技術方案：柴油發電機組為三相四線制的，柴油發電機組額定輸出三相交流380V電壓。當焊軌機工作時，啟動三相柴油發電機組，取其中兩相作為單相電源向焊軌機供電。另一方面，通過三相四線制式的柴油發電機組，還可提供與焊接相關的輔助系統所需的三相380V、220V電源，供各類輔助負載使用。對于整個焊接設備的應用、運輸采用2個標準集裝箱的配置模式，其中一個集裝箱配置柴油發電機組，另一個集裝箱配置焊軌機及其電氣控制柜等設備，2個集裝箱之間通過動力電纜等組件構成一個有機的整體，使得柴油發電機組源源不斷的給焊軌機及其輔助設備提供電源，而設備的整體移動則是通過鐵路平板運輸車實現。

采用柴油發電機組的供電裝置存在如下缺點：（1）由于焊軌機負荷具有電壓、電流、功率因數變化劇烈、諧波分量較大并伴有瞬時短路情況，這就導致柴油發電機組無論是輸出頻率還是輸出電壓都不能保持長期恒定，尤其是焊接工藝的預閃和頂鍛階段, 柴油發電機組的輸出頻率、輸出電壓、功率因數 cosφ都會有不同程度的短暫下降，影響焊接質量。（2）焊軌機焊接作業時，因是取三相柴油發電機組中的兩相給其供電，這將導致柴油發電機組長期處于三相負荷嚴重不平衡的狀態下工作，會造成柴油發電機組額外的發熱損耗以及壽命縮短，也增加維護成本。（3）柴油發電機組長期運行帶來的噪聲污染也比較嚴重，會對作業人員聽力造成危害，同時也會誘發其他方面的疾病。（4）柴油發電機組工作時排放的氮氧化物、碳氧化物等有害氣體不僅污染環境，更對現場工作人員的身心健康產生危害，這在地鐵施工中顯得格外明顯。

隨著我國對保護環境，可持續綠色發展戰略的逐步落實，這種供電方式越來越不適應我國高速鐵路的發展。研制具有我國自主知識產權的新一代移動閃光焊軌機供電裝置勢在必行。

發明內容

本發明解決現有的移動閃光焊軌機采用柴油發電機組作為供電裝置存在的缺陷和問題，提供一種移動閃光焊軌機的供電裝置。

本發明是采用如下技術方案實現的：移動閃光焊軌機的供電裝置，包括蓄電池組、超級電容組、雙向DC/DC轉換器、焊接主逆變器；超級電容組與雙向DC/DC轉換器的一端相連，雙向DC/DC轉換器的另一端與焊接主逆變器的輸入端相連，蓄電池組的輸出端經隔離開關KM2與焊接主逆變器的輸入端相連，焊接主逆變器的輸出端為移動閃光焊軌機供電。需要焊接作業時，斷開隔離開關KM2，超級電容組的低電壓通過雙向DC/DC轉換器的升壓功能，將電壓升至焊接主逆變器所需的工作電壓，焊接主逆變器輸出移動閃光焊軌機所需的單相380V交流電。超級電容組儲的能量足夠焊接一次所需的能量。完成一次焊接作業后，閉合隔離開關KM2，通過雙向DC/DC轉換器的降壓功能，將蓄電池組的高壓電轉換為超級電容組所需的低壓充電電壓，實現為超級電容組的快速充電，為下一次焊接作業作好準備。當蓄電池組電量較低時，可通過地面或者車載式充電機為其充電。