全程无网型城市轨道交通牵引系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种全程无网型城市轨道交通牵引系统，包括：控制单元、储能单元、牵引变流单元和牵引电机。牵引变流单元连接于外部供电单元的两直流母线间，储能单元分别与外部供电单元的直流母线和牵引变流单元连接，储能单元用于存储外部供电单元提供的电能，牵引变流单元分别与控制单元和牵引电机连接，控制单元用于控制牵引变流单元对储能单元进行充电储能和/或放电释能；将储能单元存储的直流电能转为交流电能，输出至牵引电机驱动列车运行。本实用新型专利技术提供通过储能单元在列车进站停靠时充电，在列车运行期间依靠储能单元存储的电能为列车供电，无需采用不间断的接触网为列车供电，降低了工程造价，也降低了不间断接触网带来的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及动力牵引
，特别是涉及全程无网型城市轨道交通牵引系统。
技术介绍
城市轨道交通主要指的是城市地铁、城市快轨、轻轨、有轨电车等。城市轨道交通的牵引系统的基本功能是为城市轨道列车的运行提供动力驱动。在现有技术中，城市轨道交通一般都采用连续受电的方式，通过采用架空接触网或者地面供电轨，随着列车的运行为列车提供不间断的电能。相应的，目前城轨交通的牵引系统一般采用“逆变器+牵引电机”的主电路拓扑，逆变器的作用是把来自架空接触网或者地面供电轨的电能变换为适合牵引电机的电能，牵引电机的作用是把电能转换为机械能从而驱动城轨列车的运行。但是，现有技术的牵引系统需要来自电网不间断的直流电为其供电，因此受电系统必须采用接触网或者供电轨等方式，而采用不间断的接触网或者供电轨的方式，无疑增加了工程造价，也具有一定的安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种全程无网型城市轨道交通牵引系统，用以解决现有技术的全程架设供电接触网的方式存在一定的安全问题，增加了工程造价，也具有一定的安全隐患的问题。本技术提供一种全程无网型城市轨道交通牵引系统，包括：控制单元、储能单元、牵引变流单元和牵引电机；所述牵引变流单元连接于外部供电单元的两直流母线之间，所述储能单元分别与外部供电单元的一直流母线和牵引变流单元连接；所述储能单元用于存储外部供电单元提供的电能；所述牵引变流单元分别与控制单元和所述牵引电机连接，所述控制单元
用于控制所述牵引变流单元对所述储能单元进行充电储能和/或放电释能；并将储能单元存储的直流电能转换为交流电能，输出至牵引电机驱动列车运行。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述外部供电单元与所述牵引变流单元之间还连接有开关切换单元，所述开关切换单元包括：相互并联的第一开关支路和第二开关支路，所述第一开关支路包括第一开关，所述第二开关支路包括相互串联的第二开关和限流电阻。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，牵引变流单元包括：充放电子单元和逆变子单元；所述充放电子单元用于接收控制单元发送的外部充电控制信号，以根据所述外部充电控制信号对所述外部供电单元输出的电压进行降压，对所述储能单元进行充电储能；所述充放电子单元还用于接收控制单元发送的放电控制信号，以根据所述放电控制信号对所述储能单元输出的直流电压进行升压，对所述储能单元进行放电释能，所述充放电子单元还用于将升压后的直流电压输出至所述逆变子单元。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述逆变子单元用于接收控制单元发送的牵引控制信号，以根据所述牵引控制信号对所述充放电子单元输出的升压后的直流电压转换为交流电压输出至牵引电机，以驱动所述牵引电机。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述逆变子单元还用于接收控制单元发送的电制动回收信号，以根据所述电制动回收信号将牵引电机在制动时再生的交流电压转换为直流电压输出至所述充放电子单元。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述充放电子单元用于接收控制单元发送的电制动充电信号，以根据所述电制动充电信号将所述逆变子单元输出的直流电压进行降压输出至所述储能单元，以对所述储能单元进行充电储能。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述储能单元为超级电容或蓄电池或并联的超级电容和蓄电池。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述充放电子
单元包括两个串联的IGBT，所述逆变子单元包括：相互并联的三个桥臂，每个桥臂包括两个串联的IGBT。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述储能单元的一端通过续流电抗器连接在所述充放电子单元的两个串联的IGBT之间。如上所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，优选地，所述开关切换单元与所述外部供电单元之间还连接有高速断路器。本技术提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统中，可以通过储能单元在列车进站停靠时充电，而在列车运行期间依靠储能单元存储的电能为列车供电，从而无需采用不间断的接触网为列车供电，只需在车站地面安装一小段的外部供电单元，降低了工程造价，并且也降低了不间断接触网带来的安全隐患。附图说明图1为本技术实施例一提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统的结构示意图；图2为本技术实施例二提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统的结构示意图；图3为本技术实施例二提供的又一全程无网型城市轨道交通牵引系统的结构示意图。附图标记：1-控制单元； 2-储能单元；3-牵引变流单元； 4-牵引电机；5-外部供电单元； 6-开关切换单元；611-第一开关； 621-第二开关；622-限流电阻； 31-充放电子单元；32-逆变子单元； 21-续流电抗器；7-高速断路器。具体实施方式实施例一图1为本技术实施例一提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统包括：控制单元1、储能单元2、牵引变流单元3和牵引电机4，其中，牵引变流单元3连接于外部供电单元5的两直流母线之间，储能单元2分别与外部供电单元5的一直流母线和牵引变流单元3连接，储能单元2用于存储外部供电单元5提供的电能，牵引变流单元3分别与控制单元1和牵引电机4连接，控制单元1用于控制牵引变流单元3对所述储能单元2进行充电储能和/或放电释能，并将存储单元2存储的直流电能转换为交流电能，输出至牵引电机4驱动列车运行。其中，牵引变流单元3包括但不限于两电平逆变器、三电平逆变器中的一种。牵引电机4可以但不限于为三相异步电机、永磁同步电机、直线电机。储能单元2可以为超级电容或蓄电池或并联的超级电容和蓄电池中的一种。超级电容具有能量密度大、充电放电速度快的优势，因此可以实现列车进站停靠的短时间内存储足够的电能，以供列车运行期间的牵引。具体的，储能单元2可以在短时间进行大电流充电的，从而可以在列车停站时把来自外部供电单元的直流电能通过牵引变流单元3快速存储在超能电容或者超级电容中。或者，在列车运行时，牵引变流单元3可以把来储能单元2的直流电能转换为适合牵引电机4的交流电能，进一步的，牵引电机4把电能转换为机械能从而驱动列车运行。本实施例提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统中，可以通过储能单元2在列车进站停靠时充电，而在列车运行期间依靠储能单元2存储的电能为列车供电，从而无需采用不间断的接触网为列车供电，只需在车站地面安装一小段的外部供电单元，降低了工程造价，并且也降低了不间断接触网带来的安全隐患。实施例二在上述实施例的基础上，如图1所示，本实施例提供的全程无网型城市轨道交通牵引系统还包括：外部供电单元5与牵引变流单元3之间连接的开关切换单元6，开关切换单元6包括：相互并联的第一开关支路和第二开关支路，其中，第一开关支路包括第一开关611，第二开关支路包括相互串联的第二开关621和限流电阻622。开关切换单元6还与控制单元1连接，控
制单元1用于控制第一开关611和第二开关621的闭合或者断开。具体的，当列车减速进站后，控制单元1控制第二开关621闭合，限流电阻622进行限流充电控制，控制单元1还控制牵引变流单元3处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全程无网型城市轨道交通牵引系统，其特征在于，包括：控制单元、储能单元、牵引变流单元和牵引电机；所述牵引变流单元连接于外部供电单元的两直流母线之间；所述储能单元分别与外部供电单元的一直流母线和牵引变流单元连接，所述储能单元用于存储外部供电单元提供的电能；所述牵引变流单元分别与控制单元和所述牵引电机连接，所述控制单元用于控制所述牵引变流单元对所述储能单元进行充电储能和/或放电释能，并将储能单元存储的直流电能转换为交流电能，输出至牵引电机驱动列车运行。

【技术特征摘要】
1.一种全程无网型城市轨道交通牵引系统，其特征在于，包括：控制单元、储能单元、牵引变流单元和牵引电机；所述牵引变流单元连接于外部供电单元的两直流母线之间；所述储能单元分别与外部供电单元的一直流母线和牵引变流单元连接，所述储能单元用于存储外部供电单元提供的电能；所述牵引变流单元分别与控制单元和所述牵引电机连接，所述控制单元用于控制所述牵引变流单元对所述储能单元进行充电储能和/或放电释能，并将储能单元存储的直流电能转换为交流电能，输出至牵引电机驱动列车运行。2.根据权利要求1所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，其特征在于，所述外部供电单元与所述牵引变流单元之间还连接有开关切换单元，所述开关切换单元包括：相互并联的第一开关支路和第二开关支路，所述第一开关支路包括第一开关，所述第二开关支路包括相互串联的第二开关和限流电阻；所述开关切换单元还与所述控制单元连接，所述控制单元用于控制所述第一开关和所述第二开关的闭合或者断开。3.根据权利要求1所述的全程无网型城市轨道交通牵引系统，其特征在于，牵引变流单元包括：充放电子单元和逆变子单元；所述充放电子单元用于接收控制单元发送的外部充电控制信号，以根据所述外部充电控制信号对所述外部供电单元输出的电压进行降压，对所述储能单元进行充电储能；所述充放电子单元还用于接收控制单元发送的放电控制信号，以根据所述放电控制信号对所述储能单元输出的直流电压进行升压，对所述储能单元进行放电释能，所述充放电子单元还用于将升压后的直流电压输出至...

【专利技术属性】
技术研发人员：车向中，郭建斌，姜涛，马晨普，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21