一种列车自供电移车系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种列车自供电移车系统，包括储能单元和逆变器；所述储能单元与所述逆变器连接；所述储能单元用于存储电能，所述逆变器用于对储能单元中存储电能进行转换，为列车牵引系统供电。具有可为列车提供应急牵引，提高列车运行的安全性、可靠性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种列车自供电移车系统
本技术涉及列车牵引
，尤其涉及一种列车自供电移车系统。
技术介绍
牵引变流器作为列车的核心部件，承担着将电网能量进行一系列转换用以驱动牵引电机和为车上辅助设备供给电能的重大任务。一旦列车主牵引系统发生故障，不能从网侧获得能量，牵引变流器将无法正常工作，故障列车只能停在铁路上等待救援，在此期间会严重影响其他列车的正常运行。对于故障列车，虽然牵引系统无法获得网侧能量，但蓄电池储存有能量，如果能利用蓄电池供电进行应急牵引，将故障列车停到最近的站点或铁路支线，会大大减小列车故障带来的影响。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种能够为列车提供应急牵引，提高列车运行的安全性、可靠性的列车自供电移车系统。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种列车自供电移车系统，包括储能单元和逆变器；所述储能单元与所述逆变器连接；所述储能单元用于存储电能，所述逆变器用于对储能单元中存储电能进行转换，为列车牵引系统供电。进一步地，所述储能单元的容量大于2kWh。进一步地，所述储能单元的容量小于10kWh。进一步地，所述储能单元为蓄电池、和/或超级电容。进一步地，所述蓄电池和所述超级电容并联。进一步地，所述逆变器为VVVF逆变器。进一步地，所述逆变器设置有预充电回路，斩波回路和固定放电回路。进一步地，所述逆变器的输入电压为DC300V至DC500V，输出电压为三相AC0V至312V，输出电压频率为小于等于100Hz，开关频率为500Hz。进一步地，还包括充电模块，所述充电模块的输入端与所述储能单元连接，用于从列车的高压电气箱获取电能，并为所述储能单元充电。进一步地，所述充电模块与所述储能单元之间设置有断路器。与现有技术相比，本技术的优点在于：1、本技术通过设置储能单元，列车在能够从网侧获取电能是为储能单元充电，在发生故障不能从网侧获取电能时，可以将储能单元中的电能输出，驱动列车行驶离线路，从而保障铁路行车安全。2、本技术的储能单元由蓄电池和超级电容并联，超级电容具有充放电速度快的特点，可快速为列车提供较大的电能，同时，蓄电池又能为列车提供较长的稳定的电能。3、本技术通过合理的确定储能单元的容量，既能为列车提供一定的电能保证列车驶离，又能有效控制系统的重量与体积，保证系统能够方便的安装至列车上，满足列车对轻量化的需求。附图说明图1为本技术具体实施例的结构拓扑示意图。图2为本技术具体实施例的主电路示意图。图3为本技术具体实施例的牵引特性及曲线图。图4为本技术具体实施例的仿真结果示意图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。如图1所示，本实施例的列车自供电移车系统，包括储能单元和逆变器；储能单元与逆变器连接；储能单元用于存储电能，逆变器用于对储能单元中存储电能进行转换，为列车牵引系统供电。逆变器为VVVF逆变器。在本实施例中，当列车的主牵引系统不能获得网侧能量的条件下，利用车载的储能单元（如蓄电池）提供的能量，经升压后，对直流母线做快速且水平有限的预充电，保证逆变器(INV)能启动，并对电机持续供电。主电路原理图如图2所示，包含一个VVVF逆变器，并逆变器设置有预充电回路，斩波回路和固定放电回路。在本实施例中，逆变器为模块化结构，包含1个逆变模块（三相六桥臂逆变模块）、支撑电容器（Cd）、传动控制单元（DCU）、接触器（QS）、充放电电阻（R1）、斩波电阻（Rch1）、电压传感器（VH1，VH2）、电流传感器（LH1，LH2，LH3）、冷却系统等部件。各个功能单元将传感器采集的信号以及需要反馈的状态信号传递给DCU，DCU对信号进行采集，控制调整逆变器的工作状态。在本实施例中，储能单元的容量优选大于2kWh。储能单元的容量优选小于10kWh。通过合理的设置储能单元的容量，一方面可以保证列车能够驶离故障区域，保证线路的运行安全；另一方面又可以保证不会因为储能单元容量大可导致重量过重，体积过大，从而保证列车对轻量化的要求。在本实施例中，储能单元为蓄电池、和/或超级电容。蓄电池和超级电容并联。超级电容具有充放电速度快的特点，可快速为列车提供较大的电能，同时，蓄电池又能为列车提供较长的稳定的电能。在本实施例中，逆变器的输入电压为DC300V至DC500V，输出电压为三相AC0V至312V，输出电压频率为小于等于100Hz，开关频率为500Hz。在本实施例中，还包括充电模块，充电模块的输入端与储能单元连接，用于从列车的高压电气箱获取电能，并为储能单元充电。通过充电模块，可以在列车能够从网侧获取电能时，随时对储能单元进行充电，从而保证在一旦发生故障无法从网侧取电时，保证储能单元中有足够的电能驱动列车行驶。在本实施例中，充电模块与储能单元之间设置有断路器。通过断路器可以根据储能单元的电能存储状态，选择性的对储能单元进行充电，防止储能单元长期充电而发生危险。在本实施例中，通过仿真对本技术的自供电移车系统进行仿真验证。所设置的仿真参数如下。VVVF逆变器：标称输入电压：DC400V（DC300V-DC500V）；输出电压：三相AC0～312V；输出电压频率：0～100Hz；额定输出电流：2×128A；起动电流：2×260A；开关频率：500Hz；控制方式：直接转矩控制；额定效率：约99％。设计输入条件为：列车编组：4M4T；计算载荷：列车总重370t，动车重量193t，拖车重量177t；计算轮径：820mm；齿轮传动比：4.44；齿轮传动效率：0.95；运行速度：0-5Km/h,其中3-5km/h可以实现匀速运行。通过进行牵引特性计算：列车总重量：AW0=370t；列车转动惯量：AW0*0.05=18.5t；列车启动阻力：AW0*5*9.81/1000=18.149kN；列车阻力公式：R=5.22+0.0119v+0.00112v2(N/T)。确定列车特性曲线为，如图3所示：列车启动加速度最小为：0.094m/s2；牵引特性设计时，考虑列车可以达到最大运行速度5km/h；恒牵引力速度范围：0～1km/h；牵引电机起动转矩为约328.5Nm（齿轮箱传动效率为0.975）。牵引能耗的输入线路条件：平直道，线路长400、800、1200m。通过进行仿真，仿真结果为：列车运行1200m所用时间约为871.33s，整列车牵引主电路直流侧能耗约为1.6kWh，如图4所示。考虑仿真误差，储能单元的容量优选大于等于2kWh。上述只是本技术的较佳实施例，并非对本技术作任何形式上的限制。虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本技术。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车自供电移车系统，其特征在于：包括储能单元和逆变器；所述储能单元与所述逆变器连接；所述储能单元用于存储电能，所述逆变器用于对储能单元中存储电能进行转换，为列车牵引系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种列车自供电移车系统，其特征在于：包括储能单元和逆变器；所述储能单元与所述逆变器连接；所述储能单元用于存储电能，所述逆变器用于对储能单元中存储电能进行转换，为列车牵引系统供电。2.根据权利要求1所述的列车自供电移车系统，其特征在于：所述储能单元的容量大于2kWh。3.根据权利要求2所述的列车自供电移车系统，其特征在于：所述储能单元的容量小于10kWh。4.根据权利要求2所述的列车自供电移车系统，其特征在于：所述储能单元为蓄电池、和/或超级电容。5.根据权利要求4所述的列车自供电移车系统，其特征在于：所述蓄电池和所述超级电容并联。6.根据权利要求1所述的列车自供电移车系统，其特征在于：所述逆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，孙亚运，唐雄辉，石东山，吴刚，陈锦，李昆玉，刘大，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43