輕軌車輛牽引系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種輕軌車輛牽引系統(tǒng)，包括，受電弓；用于驅(qū)動(dòng)輕軌車輛的驅(qū)動(dòng)部件運(yùn)轉(zhuǎn)的牽引電機(jī)；用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以及將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的牽引變流器，牽引變流器與牽引電機(jī)相連；用于將直流電進(jìn)行變流處理的直流變流器，直流變流器分別與受電弓和牽引變流器相連；用于通過直流變流器傳輸?shù)碾娏鬟M(jìn)行充電并存儲(chǔ)電能、以及通過直流變流器、牽引變流器和牽引電機(jī)為驅(qū)動(dòng)部件供電的電容組，電容組與直流變流器相連。通過在沒有接觸網(wǎng)的路段由電容組為輕軌車輛的牽引系統(tǒng)提供電能，保證輕軌車輛的正常運(yùn)行，避免了接觸網(wǎng)的全程布設(shè)，大大降低了輕軌線路的建設(shè)成本，也避免了由于全程架設(shè)接觸網(wǎng)所造成的安全隱患。
【專利說明】輕軌車輛牽引系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛制造技術(shù)，尤其涉及一種輕軌車輛牽引系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，為了緩解人口與交通資源、汽車與交通設(shè)施之間的緊張關(guān)系，輕軌作為改善城市交通現(xiàn)狀的有效載體越來越多的受到城市居民青睞。它在極大程度上方便了乘客出行，使居民享受更高品質(zhì)的生活。同時(shí)也符合綠色交通的標(biāo)準(zhǔn)，并且輕軌延伸之處的大規(guī)模市政配套設(shè)施建設(shè)，也更有利于城市環(huán)境綜合治理。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，通過在軌道沿途全程架設(shè)接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)絡(luò)來為電力輕軌車輛的動(dòng)力系統(tǒng)供電，這意味著輕軌沿線上空會(huì)出現(xiàn)密集的接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)絡(luò)。隨著城市對(duì)輕軌建設(shè)的不斷增加，在輕軌途徑繁華的城市中心、人口稠密的居住區(qū)時(shí)，架設(shè)這種接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)絡(luò)不僅不美觀，同時(shí)也會(huì)留下安全隱患接觸網(wǎng)，而且在鋪設(shè)經(jīng)過隧道的輕軌車輛線路時(shí)，需要在隧道中鋪設(shè)高架接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)絡(luò)，大大增加了輕軌車輛線路的建設(shè)難度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種輕軌車輛牽引系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)輕軌車輛在沒有架設(shè)接觸網(wǎng)的路段的正常運(yùn)行，提高輕軌車輛的運(yùn)行可靠性。
[0005]本發(fā)明提供一種輕軌車輛牽引系統(tǒng)，包括:
[0006]受電弓；
[0007]用于驅(qū)動(dòng)所述輕軌車輛的驅(qū)動(dòng)部件運(yùn)轉(zhuǎn)的牽引電機(jī)；
·[0008]用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以及將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的牽引變流器，所述牽引變流器與所述牽引電機(jī)相連；
[0009]用于將直流電進(jìn)行變流處理的直流變流器，所述直流變流器分別與所述受電弓和所述牽引變流器相連；
[0010]用于通過所述直流變流器傳輸?shù)碾娏鬟M(jìn)行充電并存儲(chǔ)電能、以及通過所述直流變流器、所述牽引變流器和所述牽引電機(jī)為所述驅(qū)動(dòng)部件供電的電容組，所述電容組與所述直流變流器相連。
[0011]如上所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，還包括:
[0012]用于在所述驅(qū)動(dòng)部件處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行電能消耗的制動(dòng)電阻，所述制動(dòng)電阻與所述牽引變流器相連。
[0013]如上所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，其中，所述牽引變流器包括逆變器和斬波變流器；所述逆變器分別與所述直流變流器、所述受電弓和所述牽引電機(jī)相連；所述斬波變流器分別與所述逆變器和所述制動(dòng)電阻相連。
[0014]如上所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，還包括:
[0015]斷路器，所述斷路器連接在所述受電弓和所述直流變流器之間。
[0016]如上所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，還包括:[0017]避雷器，所述避雷器連接在所述受電弓和所述斷路器之間。
[0018]本發(fā)明提供的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，通過在輕軌車輛的牽引系統(tǒng)中設(shè)置了電容組以及相關(guān)的直流變流器、牽引變流器，將接觸網(wǎng)提供的電能以及在輕軌列車制動(dòng)過程中由驅(qū)動(dòng)部件和牽引電機(jī)產(chǎn)生的電能經(jīng)過直流變流器、牽引變流器儲(chǔ)的相關(guān)處理儲(chǔ)存到電容組中，在沒有接觸網(wǎng)的路段由電容組為輕軌車輛的牽引系統(tǒng)提供電能，保證輕軌車輛的正常運(yùn)行，避免了接觸網(wǎng)的全程布設(shè)，使得接觸網(wǎng)可以有選擇架設(shè)在輕軌的部分路段上，大大降低了輕軌線路的建設(shè)成本，也避免了由于全程架設(shè)接觸網(wǎng)所造成的安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的實(shí)施例一的輕軌車輛牽引系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提供的實(shí)施例二的輕軌車輛牽引系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明提供的實(shí)施例三的輕軌車輛牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1為本發(fā)明提供的實(shí)施例一的輕軌車輛牽引系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明所提供的輕軌車輛牽引系統(tǒng)包括:
[0023]受電弓130 ;
[0024]用于驅(qū)動(dòng)輕軌車輛的驅(qū)動(dòng)部件150運(yùn)轉(zhuǎn)的牽引電機(jī)140 ；
[0025]用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以及將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的牽引變流器120，牽引變流器120與牽引電機(jī)140相連；
[0026]用于將直流電進(jìn)行變流處理的直流變流器110，直流變流器110分別與受電弓130和牽引變流器120相連；
[0027]用于通過直流變流器110傳輸?shù)碾娏鬟M(jìn)行充電并存儲(chǔ)電能、以及通過直流變流器110、牽引變流器120和牽引電機(jī)140為驅(qū)動(dòng)部件150供電的電容組100，電容組100與直流變流器110相連。
[0028]具體地，直流變流器具體為DC/DC變流器，直流變流器用于對(duì)輸入的直流電進(jìn)行變流處理，以使的輸出的直流電符合與該直流變流器相連的器件的輸入要求。例如，電容組100的充電電壓為750V，受電弓獲取到的電壓或者牽引變流器輸出的電壓為900V，則直流變流器將900V的直流電轉(zhuǎn)換為750V的直流電提供給電容組100，進(jìn)行充電儲(chǔ)能。當(dāng)電容組100進(jìn)行放電供能的時(shí)候，電容組100提供的是700V的直流電，但是牽引變流器120的工作電壓為900V，則需要通過直流變流器110將700V的直流電處理后轉(zhuǎn)換為900V的直流電提供給牽引變流器120。并且，當(dāng)電容組充電儲(chǔ)能完成時(shí)，直流變流器自動(dòng)關(guān)閉，停止向電容組充電。此處需要說明的是，所舉例的電壓只是一個(gè)特例，本發(fā)明并不對(duì)電壓值進(jìn)行限定。
[0029]牽引變流器用于將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電輸出，或?qū)⑤斎氲娜嘟涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電輸出，牽引電機(jī)用于在輸入三相交流電的驅(qū)動(dòng)下工作，并帶動(dòng)輕軌車輛的驅(qū)動(dòng)部件運(yùn)轉(zhuǎn)，牽引電機(jī)還用于在驅(qū)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的功能，產(chǎn)生三相交流電。電容組具體可以為超級(jí)電容組，該電容組具有兩個(gè)工作狀態(tài)，充電狀態(tài)和供電狀態(tài)。
[0030]本實(shí)施例提供的輕軌車輛牽引系統(tǒng)具有以下幾種工作狀態(tài):
[0031]第一種工作狀態(tài)為:可以在較為空曠的郊區(qū)架設(shè)接觸網(wǎng)，當(dāng)輕軌車輛正常行駛在架設(shè)有接觸網(wǎng)的路段時(shí)，輕軌車輛牽引系統(tǒng)可以通過受電弓從接觸網(wǎng)獲取直流電。牽引變流器120將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，再將三相交流電提供給牽引電機(jī)140，驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)140，再由牽引電機(jī)140將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能提供給驅(qū)動(dòng)部件150，來驅(qū)動(dòng)輕軌車輛。同時(shí)通過受電弓130獲得的直流電通過直流變流器110處理提供給電容組100，對(duì)電容組100進(jìn)行充電儲(chǔ)能。
[0032]第二種工作狀態(tài)為:當(dāng)輕軌車輛正常行駛在沒有架設(shè)接觸網(wǎng)的路段時(shí)，由電容組100為驅(qū)動(dòng)部件150供電。電容組100放電，所釋放的直流電通過直流變流器110處理為適合牽引變流器120的電流，再由牽引變流器120將該直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，再將三相交流電提供給牽引電機(jī)140，驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)140，牽引電機(jī)140通過將三相交流電轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，將動(dòng)能提供給驅(qū)動(dòng)部件150，由驅(qū)動(dòng)部件150驅(qū)動(dòng)輕軌車輛。
[0033]第三種工作狀態(tài)為:當(dāng)輕軌車輛在有接觸網(wǎng)的路段進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，一方面，如第一種工作狀態(tài)中的由受電弓130從接觸網(wǎng)獲得直流電，再通過直流變流器110，對(duì)電容組100進(jìn)行充電儲(chǔ)能；另一方面，制動(dòng)過程中，驅(qū)動(dòng)部件150會(huì)驅(qū)使?fàn)恳姍C(jī)140運(yùn)轉(zhuǎn)，牽引電機(jī)140產(chǎn)生三相交流電，牽引變流器120會(huì)將該三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電提供給直流變流器110，直流變流器110將該直流電處理后提供給電容組100進(jìn)行充電儲(chǔ)能。
[0034]第四種工作狀態(tài)為:當(dāng)輕軌車輛在沒有接觸網(wǎng)的路段進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，驅(qū)動(dòng)部件150會(huì)驅(qū)使?fàn)恳姍C(jī)140運(yùn)轉(zhuǎn)，牽引電機(jī)140產(chǎn)生三相交流電，牽引變流器120會(huì)將該三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電提供給直流變流器110，直流變流器110將該直流電處理后提供給電容組100進(jìn)行充電儲(chǔ)能。
[0035]本實(shí)施例提供的輕軌車輛的牽引系統(tǒng)，通過電容組以及相關(guān)的直流變流器、牽引變流器的設(shè)置，將接觸網(wǎng)提供的電能以及在輕軌列車制動(dòng)過程中由驅(qū)動(dòng)部件和牽引電機(jī)產(chǎn)生的電能經(jīng)過直流變流器、牽引變流器儲(chǔ)的相關(guān)處理儲(chǔ)存到電容組中，在沒有接觸網(wǎng)的路段由電容組為輕軌車輛的牽引系統(tǒng)提供電能，保證輕軌車輛的正常運(yùn)行，避免了接觸網(wǎng)的全程布設(shè)，使得接觸網(wǎng)可以有選擇架設(shè)在輕軌的部分路段上，大大降低了輕軌線路的建設(shè)成本，也避免了由于全程架設(shè)接觸網(wǎng)所造成的安全隱患，提高了輕軌車輛的運(yùn)行可靠性。
[0036]圖2為本發(fā)明提供的實(shí)施例二的輕軌車輛牽引系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例提供的輕軌車輛牽引系統(tǒng)在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，該軌車輛牽引系統(tǒng)還可以包括:用于在驅(qū)動(dòng)部件處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行電能消耗的制動(dòng)電阻，制動(dòng)電阻與牽引變流器相連。
[0037]具體地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，若產(chǎn)生的電能過大，可以通過制動(dòng)電阻對(duì)過剩的電能進(jìn)行消耗，以避免過大的電能對(duì)牽引系統(tǒng)電路造成損壞。
[0038]在本實(shí)施例中，牽引變流器具體可以包括逆變器和斬波變流器。逆變器分別與直流變流器、受電弓和牽引電機(jī)相連；斬波變流器分別與逆變器和制動(dòng)電阻相連。
[0039]具體地，逆變器可以實(shí)現(xiàn)直流電和交流電的相互轉(zhuǎn)換，斬波變流器用于對(duì)直流電的變流處理。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以預(yù)設(shè)斬波變流器的啟動(dòng)門限值，當(dāng)斬波變流器輸入的直流電超過該斬波變流器的啟動(dòng)門限值時(shí)，該斬波變流器工作。
[0040]當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件150經(jīng)牽引電機(jī)140在制動(dòng)操作過程產(chǎn)生額外的電能時(shí)，因?yàn)闋恳姍C(jī)140產(chǎn)生的額外電能實(shí)際上是三相交流電，所以該三相交流電需要經(jīng)逆變器121轉(zhuǎn)換為直流電，一方面，逆變器121將該直流電通過直流變流器110提供給電容組100進(jìn)行充電儲(chǔ)能；另一方面，逆變器121將該直流電提供給斬波變流器122，由斬波變流器122將直流電與門限值進(jìn)行比較，當(dāng)該直流電大于等于門限值時(shí)，斬波變流器122開啟制動(dòng)電阻160，將額外的電能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，以保證整個(gè)輕軌車輛的牽引系統(tǒng)電路正常工作，當(dāng)提供給斬波變流器122的直流電會(huì)降低到門限值以下時(shí)，斬波變流器122隨即斷開制動(dòng)電阻160連接，停止制動(dòng)電阻160的能量消耗；當(dāng)該直流電小于門限值時(shí)，則不進(jìn)行上述開啟制動(dòng)電阻160的操作。
[0041]優(yōu)選地，上述實(shí)施例中的斬波變流器122的門限值可以設(shè)置為一定電壓值，例如門限值設(shè)置為900V，則斬波變流器122將逆變器121轉(zhuǎn)換的直流電的電壓與門限值900V進(jìn)行比較，從而進(jìn)行上述相應(yīng)的操作。
[0042]當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件處于制動(dòng)工作狀態(tài)下，斬波變流器預(yù)設(shè)有啟動(dòng)門限值，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)產(chǎn)生三相交流電，逆變器將三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，此時(shí)直流變流器工作，對(duì)電容組充電，若該轉(zhuǎn)換的直流電超過了斬波變流器的門限值，則斬波變流器也工作，通過制動(dòng)電阻對(duì)過多的電能進(jìn)行消耗，以實(shí)現(xiàn)對(duì)牽弓丨系統(tǒng)電路的保護(hù)。
[0043]圖3為本發(fā)明提供的實(shí)施例三的輕軌車輛牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在本實(shí)施例中，該輕軌車輛牽引系統(tǒng)還可以包括斷路器170，斷路器170連接在受電弓130和直流變流器110之間。
[0044]具體地，斷路器170用于在電路出現(xiàn)故障時(shí)，切斷故障電路，而在電路恢復(fù)正常時(shí)，接通電路連接，對(duì)于輕軌車輛的斷路器優(yōu)選的為高速斷路器。
[0045]在本實(shí)施例中，該輕軌車輛牽引系統(tǒng)還可以包括避雷器180，避雷器180連接在受電弓130和斷路器170之間。
[0046]避雷器180用于防止輕軌車輛牽引系統(tǒng)電路被瞬時(shí)過電壓危害，保證輕軌車輛牽引系統(tǒng)電路的安全運(yùn)行。
[0047]通過斷路器170和避雷器180的設(shè)置，進(jìn)一步提高了輕軌車輛牽引系統(tǒng)的安全性和可靠性。
[0048]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輕軌車輛牽引系統(tǒng)，其特征在于，包括: 受電弓； 用于驅(qū)動(dòng)所述輕軌車輛的驅(qū)動(dòng)部件運(yùn)轉(zhuǎn)的牽引電機(jī)； 用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以及將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的牽引變流器，所述牽引變流器與所述牽引電機(jī)相連； 用于將直流電進(jìn)行變流處理的直流變流器，所述直流變流器分別與所述受電弓和所述牽引變流器相連； 用于通過所述直流變流器傳輸?shù)碾娏鬟M(jìn)行充電并存儲(chǔ)電能、以及通過所述直流變流器、所述牽引變流器和所述牽引電機(jī)為所述驅(qū)動(dòng)部件供電的電容組，所述電容組與所述直流變流器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 用于在所述驅(qū)動(dòng)部件處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行電能消耗的制動(dòng)電阻，所述制動(dòng)電阻與所述牽引變流器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，其特征在于:所述牽引變流器包括逆變器和斬波變流器； 所述逆變器分別與所述直流變流器、所述受電弓和所述牽引電機(jī)相連； 所述斬波變流器分別與所述逆變器和所述制動(dòng)電阻相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 斷路器，所述斷路器連接在所述受電弓和所述直流變流器之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕軌車輛牽引系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 避雷器，所述避雷器連接在所述受電弓和所述斷路器之間。
【文檔編號(hào)】B60L9/14GK103587426SQ201210288346
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】牟巖, 付強(qiáng), 陳海燕 申請(qǐng)人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心