永磁牵引系统及轨道车辆技术方案

本发明专利技术提供一种永磁牵引系统及轨道车辆。本发明专利技术提供的永磁牵引系统包括：依次电连接的直流电网、牵引变流器和永磁牵引电机，以及超级电容储能系统；其中，所述超级电容储能系统的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统，用于在轨道车辆惰性时，吸收所述永磁牵引电机产生的反电动势，或，在轨道车辆制动时，吸收所述永磁牵引电机产生的制动能量。本发明专利技术实施例车辆惰性时，减少永磁牵引电机产生的反电动势对牵引变流器的影响；同时，可以实现能源的节约。

Permanent magnet traction system and rail vehicle

The invention provides a permanent magnet traction system and a rail vehicle. The permanent magnet traction system provided by the invention comprises a DC grid, a traction converter and a permanent magnet traction motor connected in turn, and a supercapacitor energy storage system, wherein the first end of the supercapacitor energy storage system is connected between the DC grid and the traction converter, and the first end of the supercapacitor energy storage system. The two ends are connected between the permanent magnet traction motor and the traction converter, and the super capacitor energy storage system is used to absorb the back EMF generated by the permanent magnet traction motor when the track vehicle is inert, or to absorb the braking energy generated by the permanent magnet traction motor when the track vehicle brakes. When the vehicle is inert in the embodiment of the invention, the influence of the back EMF produced by the permanent magnet traction motor on the traction converter is reduced, and the energy saving can be realized.

【技术实现步骤摘要】
永磁牵引系统及轨道车辆
本专利技术涉及轨道车辆牵引
，尤其涉及一种永磁牵引系统及轨道车辆。
技术介绍
随着轨道交通技术的发展，永磁牵引系统应运而生。永磁牵引系统以其牵引电机体积小，电能利用率高等优点已被广泛推广使用。永磁牵引系统由永磁牵引电机和牵引变流器两大部分组成，永磁牵引电机，具有高效率、高功率密度、大启动转矩以及宽调速范围的优点。反电势作为永磁同步电机的重要参数之一，其大小将影响到电机以致整个永磁牵引系统的运行性能。车辆惰性时如果反电势较大，容易损坏牵引变流器中逆变器器件，而且如果电机重新投入运行较为困难，因此如何减少车辆惰性时反电动势的影响，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种永磁牵引系统及轨道车辆，以减少车辆惰性时反电动势的影响。第一方面，本专利技术提供一种永磁牵引系统，包括：依次电连接的直流电网、牵引变流器和永磁牵引电机，以及超级电容储能系统；其中，所述超级电容储能系统的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统，用于在轨道车辆惰性时，吸收所述永磁牵引电机产生的反电动势，或，在轨道车辆制动时，吸收所述永磁牵引电机产生的制动能量。可选的，所述超级电容储能系统，包括：超级电容和控制装置；其中，所述超级电容的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述控制装置与所述超级电容通过第一通信接口连接。可选的，所述超级电容储能系统，还包括：直流变换电路；其中，所述直流变换电路连接在所述超级电容的第一端与所述直流电网之间。可选的，所述超级电容储能系统，还包括：交直变换电路：其中，所述交直变换电路连接在所述超级电容的第二端与所述永磁牵引电机之间。可选的，所述牵引变流器，包括：牵引逆变器；所述牵引逆变器，用于将所述直流电网输出的直流电逆变为驱动电流，并将所述驱动电流输出给所述永磁牵引电机。可选的，作为一种可实施的方式，所述控制装置与所述牵引逆变器通过第二通信接口连接。可选的，所述直流变换电路，包括：升压电路；其中，所述升压电路连接在所述超级电容的第一端与所述直流电网之间。可选的，所述牵引变流器，还包括滤波电路；其中，所述滤波电路的一端连接至所述直流电网，所述滤波电路的一端连接至所述牵引逆变器，所述滤波电路用于将所述直流电网输出的直流电，经过滤波处理后输出给所述牵引逆变器。可选的，所述牵引逆变器，包括：多个相互并联的逆变单元，每一个所述逆变单元连接一个所述永磁牵引电机。第二方面，本专利技术提供一种轨道车辆，包括：车体和如第一方面中任一项所述的永磁牵引系统，所述永磁牵引系统安装在所述车体内，用于对轨道车辆进行牵引。本专利技术提供的永磁牵引系统及轨道车辆，包括：依次电连接的直流电网、牵引变流器和永磁牵引电机，以及超级电容储能系统；其中，所述超级电容储能系统的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统，用于在轨道车辆惰性时，吸收所述永磁牵引电机产生的反电动势，或，在轨道车辆制动时，吸收所述永磁牵引电机产生的制动能量，车辆惰性时，减少永磁牵引电机产生的反电动势对牵引变流器的影响；同时，最大限度实现能量的再利用，实现能源节约化。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1是现有的永磁牵引系统的结构示意图；图2是本专利技术提供的永磁牵引系统一实施例的结构示意图；图3是本专利技术提供的永磁牵引系统另一实施例的结构示意图。附图标记说明：1、直流电网；2、牵引变流器；21、牵引逆变器；22、滤波电路；3、永磁牵引电机；4、超级电容储能系统；41、超级电容；42、控制装置；43、直流变换电路；44、交直变换电路。通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的设备的例子。本专利技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。首先对本专利技术所涉及的名词进行解释：超级电容，不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。永磁牵引系统，是第三代轨道交通牵引技术。永磁牵引系统具有高效率、高功率密度的显著优势。永磁牵引系统是轨道车辆的动力系统，由牵引变流器和永磁牵引电机两大部分组成，牵引变流器用于驱动永磁牵引电机，以使所述永磁牵引电机对轨道车辆进行牵引。反电势作为永磁牵引电机的重要参数之一，其大小将影响到电机以致整个永磁牵引电机的运行性能。首先，轨道车辆惰行时如果反电势较大，且牵引逆变器直流侧不能完全吸收再生能量导致直流侧过电压，电压的值大于牵引逆变器中绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，简称IGBT)的耐压值，那么IGBT有可能被烧毁。其次，如果电机反电势大于直流侧电压，那么电流经牵引逆变器的反并联二极管导通，将产生再生制动，这也是实际情况中所不允许的。再次，电机若需要重新投入运行，则较高的反电势会为重新投入带来困难。最后，如果牵引逆变器发生故障，比如相与相之间短路，则车辆惰行时的反电势会扩大故障对整个牵引系统的影响。相关技术中的永磁牵引系统。车辆惰行时，为减少反电势过高造成的影响，要么采取弱磁来降低牵引电机本体的反电势，要么在牵引逆变器与牵引电机之间加入接触器。图1是现有的永磁牵引系统的结构示意图。如图1所示，车辆高速惰性时，接触器关闭，待车辆车速降低后，车辆需牵引时再打开接触器；车辆制动时，制动能量由牵引电机产生并反馈至直流电网侧，由制动电阻吸收。上述方案中，车辆高速惰行时若投入接触器，在接触器闭合时的带速重投也是较大问题；另外反电势对电机的性能影响较大，太大或太小都会对电机产生影响，采取弱磁来降低牵引电机本体的反电势，对于电机设计也有较大的困难。另外，车辆惰性时的永磁牵引电机作为发电机，其能量并没有充分利用。因此，本专利技术实施例的永磁牵引系统，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁牵引系统，其特征在于，包括：依次电连接的直流电网、牵引变流器和永磁牵引电机，以及超级电容储能系统；其中，所述超级电容储能系统的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统，用于在轨道车辆惰性时，吸收所述永磁牵引电机产生的反电动势，或，在轨道车辆制动时，吸收所述永磁牵引电机产生的制动能量。

【技术特征摘要】
1.一种永磁牵引系统，其特征在于，包括：依次电连接的直流电网、牵引变流器和永磁牵引电机，以及超级电容储能系统；其中，所述超级电容储能系统的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述超级电容储能系统，用于在轨道车辆惰性时，吸收所述永磁牵引电机产生的反电动势，或，在轨道车辆制动时，吸收所述永磁牵引电机产生的制动能量。2.根据权利要求1所述的永磁牵引系统，其特征在于，所述超级电容储能系统，包括：超级电容和控制装置；其中，所述超级电容的第一端连接在所述直流电网和所述牵引变流器之间；所述超级电容的第二端连接在所述永磁牵引电机和所述牵引变流器之间；所述控制装置与所述超级电容通过第一通信接口连接。3.根据权利要求2所述的永磁牵引系统，其特征在于，所述超级电容储能系统，还包括：直流变换电路；其中，所述直流变换电路连接在所述超级电容的第一端与所述直流电网之间。4.根据权利要求3所述的永磁牵引系统，其特征在于，所述超级电容储能系统，还包括：交直变换电路：其中，所述交直变换电路连接在所述超级电容的第二端与所述永磁牵引...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小玲，牟岩，任宝兵，李鹤群，韩红彬，韩菁，候朋岐，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21