一种储能装置供电的动车组牵引系统的利记博彩app
【专利摘要】一种储能装置供电的动车组牵引系统，其特征在于：主要包括储能装置、牵引变流器、牵引电机，储能装置直接与牵引变流器相连，牵引变流器与牵引电机连接。本实用新型绿色环保，实现“零”排放；制动能量通过储能装置进行吸收，实现了能量的循环利用，体现节能理念；采用与既有动车组一致的结构方式，大大减少了设计成本；由于采用了储能装置，该动车组不仅具有非电气化路段的运行能力，在特殊的雨雪天气或接触网受损时有应急救援和战备功能，还可以作为移动电源使用。
【专利说明】—种储能装置供电的动车组牵引系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及动车组牵引系统，尤其涉及一种接储能装置供电的动车组电力牵引系统。
【背景技术】
[0002]牵引系统是动车组传动系统的核心，肩负着为列车提供行驶动力的任务。传统的动车组牵引系统主要为单一的电力牵引，采用接触网供电模式，只能运行在电气化铁路上。或者为单一的内燃机车牵引，运行在非电气化铁路上，而根据我国铁路规划，截至2012年底，我国电气化铁路占全国铁路线路的53% ;根据《中长期铁路网规划》，预计2020年，电气化铁路将占全国铁路线路的60%，非电气化铁路仍将长期占有很大比例。所有单一电力牵引的动车组无法满足在非电气化铁路上运行，并且在电气化路段发生故障或者车辆本身高压系统发生故障时，单一电力牵引的动车组将受到影响。
[0003]另外，在目前非电气化路段，传统集中供电的列车采用热动力源即内燃机车集中供电牵引的方式，在制动过程中，制动能量主要通过制动电阻的方式消耗，造成能源的巨大浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种由储能装置供电的动车组牵引系统，在无接触网的情况下能正常运行的同时，实现能量的循环利用，且无任何污染，还能够为传统动车组提供应急救援、以及具有战备等作用。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种储能装置供电的动车组牵引系统，其特征在于:主要包括储能装置、牵引变流器、牵引电机，储能装置直接与牵引变流器相连，牵引变流器与牵引电机连接，牵引变流器包括储能装置接口、预充电装置、四象限整流器、中间直流环节、牵引逆变器、双向DC/DC斩波器、过压抑制电路、牵引电机接口和辅助变流器接口，所述储能装置接口与所述双向DC/DC斩波器连接，且并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述中间直流环节并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述四象限整流器的输出端与所述牵引逆变器的输入端连接，所述牵引逆变器的输出端用于与所述牵引电机接口连接，所述过压抑制电路并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述辅助变流器接口并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述预充电装置设置在所述储能装置接口与所述双向DC/DC斩波器之间的电路上。
[0006]预充电装置包括主接触器、预充电接触器和预充电电阻；所述主接触器用于控制主电路的通断，所述预充电接触器用于控制预充电装置向所述支撑电容预充电。
[0007]所述双向DC/DC斩波器包括两个IGBT功率器件和一个电抗器，所述两个IGBT功率器件连接后与电抗器连接。
[0008]本发明与现有技术相比所具有的有益效果:
[0009]I)采用新能源的牵引系统。[0010]2)绿色环保，实现“零”排放。
[0011]3)制动能量通过储能装置进行吸收，实现了能量的循环利用，体现节能理念。
[0012]4)采用与既有动车组一致的结构方式，大大减少了设计成本。
[0013]5)由于采用了储能装置，该动车组不仅具有非电气化路段的运行能力，在特殊的雨雪天气或接触网受损时有应急救援和战备功能，还可以作为移动电源使用。
[0014]【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施方式主电路原理图；
[0016]图2为牵引变流器组成框图；
[0017]图3为牵引变流器主电路原理图。
[0018]【具体实施方式】
[0019]参照图1，本发明实施方式主要包括储能装置、牵引变流器、牵引电机，储能装置直接与牵引变流器相连，牵引变流器与牵引电机连接。
[0020]参照图2、图3，1.牵引电机接口 2.辅助变流器接口 3.储能装置接口 4.预充电装置5.四象限整流器6.中间直流环节7.牵引逆变器8.双向DC/DC斩波器9.过压抑制电路
[0021]储能装置接口 3与双向DC/DC斩波器8连接，且并联在四象限整流器5的输出端直流母线上，中间直流环节6并联在四象限整流器5的输出端直流母线上，四象限整流器5的输出端与牵引逆变器7的输出端连接，牵引逆变器7的输出端用于与动车组的牵引电机接口 I连接，为牵引电机接口 I供电，通过牵引电机接口 I为动车组提供动力。中间直流环节6可以包括支撑电容Cl和电容放电电阻Rcl，支撑电容Cl对四象限整流器5的输出端具有滤波作用，能够稳定四象限整流器5输出端的直流电压。储能装置接口 3可以与蓄电池或超级电容连接，也可以与飞轮或燃料电池等其他储能元件连接。过压抑制电路9并联在四象限整流器5的输出端直流母线上的，过压抑制电路9包括串联的IGBT功率器件IV7和能量吸收电阻Rov，过压抑制电路9用于吸收直流环节6中的瞬时电压尖峰，以保证电路中IGBT功率器件的安全。辅助变流器接口 2并联在四象限整流器5的输出端直流母线上，通过中间直流环节6为辅助变流器接口 2供电，辅助变流器接口 2用于向动车组的辅助负载供电。充电装置4设置在储能装置接口 3与双向DC/DC斩波器8之间的电路上；预充电装置4包括主接触器K4、预充电接触器K3和预充电电阻R3。
[0022]主接触器LK3用于控制主电路的通断，预充电接触器K3控制预充电电阻R3向支撑电容Cl预充电。当中间直流环节6的中间直流电压较低时，先闭合预充电接触器K3，同过预充电电阻R3、电抗器LI和IGNT功率器件BVl的反并联二极管对中间支撑电容Cl充电。当中间支撑电容Cl两端的电压接近储能电池电压后闭合主接触K4、断开预充电接触器K3，然后启动双向DC/DC斩波器8。
[0023]在本实施例中四象限整流器5包括八个IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)功率器件，具体为IGBT功率器件CV1-CV8，整流器5用于实现AC/DC (交流直流)变换。
[0024]牵引逆变器7可以包括六个IGBT功率器件IV1-1V6，通过DC/AC (直流/交流)变换，将中间直流电压逆变为电压和频率可调节的三相交流电，用于驱动并联的牵引电机接口 1，为动车组提供动力。牵引逆变器7可以采用高性能电机控制算法，在准确磁链观测的基础上，可以对牵引电机接口 I进行精确的转矩控制，以保证动车组良好的加减速性能和运行的平稳可靠；另外，可以采用多模式调制算法，以充分利用直流电压，并降低功率器件损耗，减小噪声。
[0025]双向DC/DC斩波器8包括两个IGBT功率器件BV1、BV2和一个电抗器LI。两个IGBT功率器件BV1、BV2连接后与电抗器LI连接。通过不同的开关方式实现对储能装置进行充放电控制，具体为:动力包供电模式下，车辆处于牵引状态时，若动力包功率不足，储能装置接口 3通过双向DC/DC斩波器8进行升压控制，以输出牵引能量，以补偿动力包的功率不足；当车辆处于制动状态时，对双向DC/DC斩波器8进行降压控制，对储能装置充电，以吸收制动能量，实现能量循环利用。
[0026]工作过程:在牵引工况下，使用双向DC/DC斩波器进行储能装置放电，满足列车运行的需求，获得最佳加速性能。
[0027]在制动工况下，制动能量全部回馈储能装置，实现能量高效利用与节能减排。
【权利要求】
1.一种储能装置供电的动车组牵引系统，其特征在于:主要包括储能装置、牵引变流器、牵引电机，储能装置直接与牵引变流器相连，牵引变流器与牵引电机连接，牵引变流器包括储能装置接口、预充电装置、四象限整流器、中间直流环节、牵引逆变器、双向DC/DC斩波器、过压抑制电路、牵引电机接口和辅助变流器接口，所述储能装置接口与所述双向DC/DC斩波器连接，且并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述中间直流环节并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述四象限整流器的输出端与所述牵引逆变器的输入端连接，所述牵引逆变器的输出端用于与所述牵引电机接口连接，所述过压抑制电路并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述辅助变流器接口并联在所述四象限整流器的输出端直流母线上，所述预充电装置设置在所述储能装置接口与所述双向DC/DC斩波器之间的电路上。
2.根据权利要求1所述的一种储能装置供电的动车组牵引系统，其特征在于:预充电装置包括主接触器、预充电接触器和预充电电阻；所述主接触器用于控制主电路的通断，所述预充电接触器用于控制预充电装置向所述支撑电容预充电。
3.根据权利要求1所述的一种储能装置供电的动车组牵引系统，其特征在于:所述双向DC/DC斩波器包括两个IGBT功率器件和一个电抗器，所述两个IGBT功率器件连接后与电抗器连接。
【文档编号】B60L11/16GK203401984SQ201320362871
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】赵明花, 李军, 王成涛, 荀玉涛, 李雪飞, 韩伟, 况阳, 哈大雷, 解枫, 周勇志, 马昭钰, 翟黎渊, 刘俊明, 万争, 田伟, 翟丽佳, 王颖超, 蒋英智, 张金龙, 金鑫 申请人:长春轨道客车股份有限公司