[發明專利]一種用于電力機車的電力供給系統

有效

• 申請號: 202011040333.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112109596B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李建龍;牛可;張瓊潔;海方;陳奎元
• 申請（專利權）人: 湖北賽尼爾機械制造股份有限公司
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;B60M1/13
• 代理公司: 蕪湖宸澤知識產權代理事務所(普通合伙) 34208
• 代理人: 李俊建

1.一種用于電力機車的電力供給系統，包括接觸網，所述接觸網包括中性區（200）和分別設于中性區（200）兩端的供電臂一（100）及供電臂二（300），其特征在于：包括TCMS機車控制器（13）、供電單元和檢測單元，所述供電單元包括牽引變壓器（400）、降壓變壓器（1）、升壓變壓器（4）、三相整流器（2）和單相逆變器（3），所述降壓變壓器（1）的原邊輸出端子分別連接到供電臂一（100）、供電臂二（300）和鋼軌，所述降壓變壓器（1）的副邊連接至三相整流器（2），所述升壓變壓器（4）的原邊連接單相逆變器（3）的交流輸出端，所述升壓變壓器（4）的副邊與降壓變壓器（1）二次繞組串聯后連接至中性區（200）；

所述檢測單元包括開關一（16）及與開關一（16）并聯的阻抗一（18）、開關二（17）及與開關二（17）并聯的阻抗二（19）、設于鋼軌上的位置傳感器（14），所述開關一（16）的一端連接至供電臂一（100），所述開關一（16）的另一端通過開關二（17）連接至供電臂二（300），所述開關一（16）和開關二（17）之間的連接線經分線（20）連接至中性區（200），所述鋼軌上、對應接觸網的中性區（200）、供電臂一（100）及供電臂二（300）處均設有位置傳感器（14），所述接觸網的中性區（200）、供電臂一（100）和供電臂二（300）上分別均設有電壓互感器（12），所述接觸網通過受流器（5）連接至TCMS機車控制器（13），所述受流器（5）上設有用于檢測流經受流器（5）電流的電流互感器（15）；

所述三相整流器（2）和單相逆變器（3）組成背靠背變流器，以變流器的輸入側電壓向量為D軸，以輸入側電壓滯后90度為Q軸，輸入側電流分解為有功電流I_d和無功電流I_q，則有輸入側電壓u_s為u_s=U_m×sinθ，其中U_m為輸入電壓峰值，θ為輸入電壓相位，輸入側電流i_s為i_s=I_m×sin(θ+δ)，其中I_m為輸入電流峰值，δ為輸入電流與輸入電壓之間的相位差，則有I_d=I_m×cosδ，I_q=I_m×sinδ，δ無限趨近于0，無功電流I_q無限接近于0，此時功率因數最高，無限接近于1，有功電流I_d和無功電流I_q構成閉環控制器，所述變流器采用相位補償器對相位進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種用于電力機車的電力供給系統，其特征在于：所述位置傳感器（14）、電壓互感器（12）和電流互感器（15）均連接至TCMS機車控制器（13）。

3.根據權利要求1所述的一種用于電力機車的電力供給系統，其特征在于：所述開關一（16）和開關二（17）均為由兩個晶閘管閥串聯而成，所述晶閘管閥由晶閘管原件順序單向串聯組成，所述阻抗一（18）和阻抗二（19）均為靜態均壓電阻。

4.根據權利要求1所述的一種用于電力機車的電力供給系統，其特征在于：所述分線（20）設兩條，所述兩條分線（20）的輸入端均連接至開關一（16）和開關二（17）之間的連接線，所述兩條分線（20）的輸出端分別連接至中性區（200）的兩端。

5.根據權利要求1所述的一種用于電力機車的電力供給系統，其特征在于：所述受流器（5）的輸出端連接牽引逆變器（8）和輔助逆變器（6），所述輔助逆變器（6）的輸出端連接負載（7），所述牽引逆變器（8）的輸出端連接牽引電機（9）。

6.根據權利要求5所述的一種用于電力機車的電力供給系統，其特征在于：所述受流器（5）的輸出端還通過充電機（11）連接有蓄電池（10），所述蓄電池（10）通過牽引逆變器（8）向牽引電機（9）供電。

7.根據權利要求6所述的一種用于電力機車的電力供給系統，其特征在于：所述充電機（11）為DC/DC變換器。