輕軌車輛牽引系統的製作方法

2024-02-07 02:11:15

專利名稱：輕軌車輛牽引系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛製造技術，尤其涉及一種輕軌車輛牽引系統。
背景技術：
隨著城市建設的高速發展，為了緩解人口與交通資源、汽車與交通設施之間的緊張關係，輕軌作為改善城市交通現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的生活。同時也符合綠色交通的標準，並且輕軌延伸之處的大規模市政配套設施建設，也更有利於城市環境綜合治理。在現有技術中，通過在軌道沿途全程架設接觸網接觸網絡來為電力輕軌車輛的動力系統供電，這意味著輕軌沿線上空會出現密集的接觸網接觸網絡。隨著城市對輕軌建設的不斷增加，在輕軌途徑繁華的城市中心、人口稠密的居住區時，架設這種接觸網接觸網絡不僅不美觀，同時也會留下安全隱患接觸網，而且在鋪設經過隧道的輕軌車輛線路時，需要在隧道中鋪設高架接觸網接觸網絡，大大增加了輕軌車輛線路的建設難度和成本。

實用新型內容本實用新型提供一種輕軌車輛牽引系統，以實現輕軌車輛在沒有架設接觸網的路段的正常運行，提高輕軌車輛的運行可靠性。本實用新型提供一種輕軌車輛牽引系統，包括受電弓；用於驅動所述輕軌車輛的驅動部件運轉的牽引電機；用於將直流電轉換為交流電以及將交流電轉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相連；用於將直流電進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；用於通過所述直流變流器傳輸的電流進行充電並存儲電能、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為所述驅動部件供電的電容組，所述電容組與所述直流變流器相連。進一步的，如上所述的輕軌車輛牽引系統，還包括用於在所述驅動部件處於制動狀態時進行電能消耗的制動電阻，所述制動電阻與所述牽引變流器相連。如上所述的輕軌車輛牽引系統，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相連；所述斬波變流器分別與所述逆變器和所述制動電阻相連。如上所述的輕軌車輛牽引系統，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。如上所述的輕軌車輛牽引系統，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。本實用新型提供的輕軌車輛牽引系統，通過在輕軌車輛的牽引系統中設置了電容組以及相關的直流變流器、牽引變流器，將接觸網提供的電能以及在輕軌列車制動過程中由驅動部件和牽引電機產生的電能經過直流變流器、牽引變流器儲的相關處理儲存到電容組中，在沒有接觸網的路段由電容組為輕軌車輛的牽引系統提供電能，保證輕軌車輛的正常運行，避免了接觸網的全程布設，使得接觸網可以有選擇架設在輕軌的部分路段上，大大降低了輕軌線路的建設成本，也避免了由於全程架設接觸網所造成的安全隱患。

圖I為本實用新型提供的實施例一的輕軌車輛牽引系統結構示意圖；圖2為本實用新型提供的實施例二的輕軌車輛牽引系統結構示意圖；圖3為本實用新型提供的實施例三的輕軌車輛牽引系統的結構示意圖。
具體實施方式
圖I為本實用新型提供的實施例一的輕軌車輛牽引系統結構示意圖，如圖I所示，本實用新型所提供的輕軌車輛牽引系統包括受電弓130 ;用於驅動輕軌車輛的驅動部件150運轉的牽引電機140 ；用於將直流電轉換為交流電以及將交流電轉換為直流電的牽引變流器120，牽引變流器120與牽引電機140相連；用於將直流電進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；用於通過直流變流器110傳輸的電流進行充電並存儲電能、以及通過直流變流器110、牽引變流器120和牽引電機140為驅動部件150供電的電容組100，電容組100與直流變流器110相連。具體地，直流變流器具體為DC/DC變流器，直流變流器用於對輸入的直流電進行變流處理，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的直流電轉換為750V的直流電提供給電容組100，進行充電儲能。當電容組100進行放電供能的時候，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的直流電處理後轉換為900V的直流電提供給牽引變流器120。並且，當電容組充電儲能完成時，直流變流器自動關閉，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特例，本實用新型並不對電壓值進行限定。牽引變流器用於將輸入的直流電轉換成三相交流電輸出，或將輸入的三相交流電轉換為直流電輸出，牽引電機用於在輸入三相交流電的驅動下工作，並帶動輕軌車輛的驅動部件運轉，牽引電機還用於在驅動部件制動時，實現發電機的功能，產生三相交流電。電容組具體可以為超級電容組，該電容組具有兩個工作狀態，充電狀態和供電狀態。本實施例提供的輕軌車輛牽引系統具有以下幾種工作狀態[0031]第一種工作狀態為可以在較為空曠的郊區架設接觸網，當輕軌車輛正常行駛在架設有接觸網的路段時，輕軌車輛牽引系統可以通過受電弓從接觸網獲取直流電。牽引變流器120將直流電轉換為三相交流電，再將三相交流電提供給牽引電機140，驅動牽引電機140，再由牽引電機140將電能轉換為動能提供給驅動部件150，來驅動輕軌車輛。同時通過受電弓130獲得的直流電通過直流變流器110處理提供給電容組100，對電容組100進行充電儲能。第二種工作狀態為當輕軌車輛正常行駛在沒有架設接觸網的路段時，由電容組100為驅動部件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將該直流電轉換為三相交流電，再將三相交流電提供給牽引電機140，驅動牽引電機140，牽引電機140通過將三相交流電轉換為動能，將動能提供給驅動部件150，由驅動部件150驅動輕軌車輛。第三種工作狀態為當輕軌車輛在有接觸網的路段進行制動操作時，一方面，如第一種工作狀態中的由受電弓130從接觸網獲得直流電，再通過直流變流器110，對電容組100進行充電儲能；另一方面，制動過程中，驅動部件150會驅使牽引電機140運轉，牽引電·機140產生三相交流電，牽引變流器120會將該三相交流電轉換為直流電，再將直流電提供給直流變流器110，直流變流器110將該直流電處理後提供給電容組100進行充電儲能。第四種工作狀態為當輕軌車輛在沒有接觸網的路段進行制動操作時，驅動部件150會驅使牽引電機140運轉，牽引電機140產生三相交流電，牽引變流器120會將該三相交流電轉換為直流電，再將直流電提供給直流變流器110，直流變流器110將該直流電處理後提供給電容組100進行充電儲能。本實施例提供的輕軌車輛的牽引系統，通過電容組以及相關的直流變流器、牽引變流器的設置，將接觸網提供的電能以及在輕軌列車制動過程中由驅動部件和牽引電機產生的電能經過直流變流器、牽引變流器儲的相關處理儲存到電容組中，在沒有接觸網的路段由電容組為輕軌車輛的牽引系統提供電能，保證輕軌車輛的正常運行，避免了接觸網的全程布設，使得接觸網可以有選擇架設在輕軌的部分路段上，大大降低了輕軌線路的建設成本，也避免了由於全程架設接觸網所造成的安全隱患，提高了輕軌車輛的運行可靠性。圖2為本實用新型提供的實施例二的輕軌車輛牽引系統結構示意圖，如圖2所示，本實施例提供的輕軌車輛牽引系統在圖I所示實施例的基礎上，進一步地，該軌車輛牽引系統還可以包括用於在驅動部件處於制動狀態時進行電能消耗的制動電阻，制動電阻與牽引變流器相連。具體地，當驅動部件處於制動狀態時，若產生的電能過大，可以通過制動電阻對過剩的電能進行消耗，以避免過大的電能對牽引系統電路造成損壞。在本實施例中，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、受電弓和牽引電機相連；斬波變流器分別與逆變器和制動電阻相連。具體地，逆變器可以實現直流電和交流電的相互轉換，斬波變流器用於對直流電的變流處理。在實際應用過程中，可以預設斬波變流器的啟動門限值，當斬波變流器輸入的直流電超過該斬波變流器的啟動門限值時，該斬波變流器工作。當驅動部件150經牽引電機140在制動操作過程產生額外的電能時，因為牽引電機140產生的額外電能實際上是三相交流電，所以該三相交流電需要經逆變器121轉換為直流電，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進行充電儲能；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行比較，當該直流電大於等於門限值時，斬波變流器122開啟制動電阻160，將額外的電能轉化為熱能消耗掉，以保證整個輕軌車輛的牽引系統電路正常工作，當提供給斬波變流器122的直流電會降低到門限值以下時，斬波變流器122隨即斷開制動電阻160連接，停止制動電阻160的能量消耗；當該直流電小於門限值時，則不進行上述開啟制動電阻160的操作。優選地，上述實施例中的斬波變流器122的門限值可以設置為一定電壓值，例如門限值設置為900V，則斬波變流器122將逆變器121轉換的直流電的電壓與門限值900V進行比較，從而進行上述相應的操作。當驅動部件處於制動工作狀態下，斬波變流器預設有啟動門限值，當驅動部件制動時牽引電機產生三相交流電，逆變器將三相交流電轉換為直流電，此時直流變流器工作， 對電容組充電，若該轉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，通過制動電阻對過多的電能進行消耗，以實現對牽弓丨系統電路的保護。圖3為本實用新型提供的實施例三的輕軌車輛牽引系統的結構示意圖，如圖3所示，在本實施例中，該輕軌車輛牽引系統還可以包括斷路器170，斷路器170連接在受電弓130和直流變流器110之間。具體地，斷路器170用於在電路出現故障時，切斷故障電路，而在電路恢復正常時，接通電路連接，對於輕軌車輛的斷路器優選的為高速斷路器。在本實施例中，該輕軌車輛牽引系統還可以包括避雷器180，避雷器180連接在受電弓130和斷路器170之間。避雷器180用於防止輕軌車輛牽引系統電路被瞬時過電壓危害，保證輕軌車輛牽引系統電路的安全運行。通過斷路器170和避雷器180的設置，進一步提高了輕軌車輛牽引系統的安全性和可靠性。最後應說明的是以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。
權利要求1.一種輕軌車輛牽引系統，其特徵在於，包括 受電弓； 用於驅動所述輕軌車輛的驅動部件運轉的牽引電機； 用於將直流電轉換為交流電以及將交流電轉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相連； 用於將直流電進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； 用於通過所述直流變流器傳輸的電流進行充電並存儲電能、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為所述驅動部件供電的電容組，所述電容組與所述直 流變流器相連。
2.根據權利要求I所述的輕軌車輛牽引系統，其特徵在於，還包括 用於在所述驅動部件處於制動狀態時進行電能消耗的制動電阻，所述制動電阻與所述牽引變流器相連。
3.根據權利要求2所述的輕軌車輛牽引系統，其特徵在於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相連； 所述斬波變流器分別與所述逆變器和所述制動電阻相連。
4.根據權利要求I所述的輕軌車輛牽引系統，其特徵在於，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.根據權利要求4所述的輕軌車輛牽引系統，其特徵在於，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。
專利摘要本實用新型提供一種輕軌車輛牽引系統，包括，受電弓；用於驅動輕軌車輛的驅動部件運轉的牽引電機；用於將直流電轉換為交流電以及將交流電轉換為直流電的牽引變流器，牽引變流器與牽引電機相連；用於將直流電進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；用於通過直流變流器傳輸的電流進行充電並存儲電能、以及通過直流變流器、牽引變流器和牽引電機為驅動部件供電的電容組，電容組與直流變流器相連。通過在沒有接觸網的路段由電容組為輕軌車輛的牽引系統提供電能，保證輕軌車輛的正常運行，避免了接觸網的全程布設，大大降低了輕軌線路的建設成本，也避免了由於全程架設接觸網所造成的安全隱患。
文檔編號B61C3/00GK202764965SQ20122040144
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者牟巖, 付強, 陳海燕 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心