一种双电源制式电力机车列车供电系统及其供电方法技术方案

本发明专利技术公开一种双电源制式电力机车列车供电系统及其供电方法，该装置包括一个以上的双电源供电模块，双电源供电模块包括整流单元、三相逆变单元、第一开关单元以及第二开关单元，整流单元的输入端接入供电电源，输出端的一路通过第一开关单元连接至系统输出端以构成直流电源支路、另一路通过第二开关单元、三相逆变单元连接至系统输出端以构成交流电源支路，通过控制第一开关单元、第二开关单元输出直流电源或三相交流电源；该方法为利用上述装置的供电方法。本发明专利技术能够实现双电源制式供电，且具有结构简单、所需成本低、使用灵活且供电电能质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双电源制式电力机车列车供电系统及其供电方法
本专利技术涉及电力机车供电
，尤其涉及一种双电源制式电力机车列车供电系统及其供电方法。
技术介绍
目前列车供电系统主要采用两种供电制式：一种为三相交流380V/50Hz供电制式，通常是采用空调发电车或者内燃机车集中供电的方式；另一种为DC600V供电制式，通常是采用电力机车集中供电的方式，但是上述供电系统均是采用单一供电制式，即要么采用DC600V供电制式，要么采用三相交流380V/50Hz供电制式；而在铁路列车中，同时存在DC600V以及AC380V两种供电制式列车，则上述单一供电制式的列车供电系统仅能满足一种供电制式列车需求，无法满足不同供电制式的供电需求，使得不便于对各类机车进行调度和运用，降低了机车的运用效率，且目前的AC380V供电制式通常是通过大功率柴油发电机获得，该方式需要加挂空调发电车以进行共享，需要占用大量空间，且通过柴油机燃烧柴油转化成机械能带动发电机运转产生电能，存在能耗及成本高且环境污染大等问题。
技术实现思路
本专利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，本专利技术提供一种能够实现双电源制式供电，且结构简单、所需成本低、使用灵活且供电电能质量好的双电源制式电力机车列车供电系统，及实现方法简单、能够实现双电源制式供电自动控制的供电方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种双电源制式电力机车列车供电系统，包括一个双电源供电模块，所述双电源供电模块包括整流单元、三相逆变单元、第一开关单元以及第二开关单元，所述整流单元的输入端接入供电电源，输出端的一路通过所述第一开关单元连接至系统输出端以构成直流电源支路、另一路通过所述第二开关单元、所述三相逆变单元连接至系统输出端以构成交流电源支路，通过控制所述第一开关单元、第二开关单元输出直流电源或三相交流电源。作为本专利技术的进一步改进：所述系统输出端设置有直流输出端口、交流输出端口以及用于控制输出端口接入的输出控制单元，所述输出控制单元的输入端分别连接所述直流电源支路、交流电源支路的输出端，输出端分别连接所述直流输出端口、所述交流输出端口。作为本专利技术的进一步改进：所述输出控制单元具体为具有切换开关的切换回路，通过控制所述切换开关控制接入所述直流输出端口或所述交流输出端口。作为本专利技术的进一步改进：还包括分别与所述第一开关单元、第二开关单元、输出控制单元连接的控制单元，所述控制单元发送控制信号给所述第一开关单元、第二开关单元、输出控制单元，以控制输出所需直流电或交流电。作为本专利技术的进一步改进：所述整流单元为半控整流桥电路。作为本专利技术的进一步改进：所述整流单元的输出侧设置有用于进行稳压的直流回路。作为本专利技术的进一步改进：所述三相逆变单元的输出端设置有用于对输出交流电进行滤波的交流滤波单元。作为本专利技术的进一步改进：所述交流电源支路的输出端还设置有第三开关单元。作为本专利技术的进一步改进：所述直流电源支路的输出端还设置有用于对输出直流电进行滤波的直流滤波单元。作为本专利技术的进一步改进：每个所述双电源供电模块的输入端连接至牵引变压器的供电绕组。本专利技术进一步提供一种利用上述双电源制式电力机车列车供电系统的供电方法，其特征在于，该方法包括：接收电源模式控制信号并进行判断，若判断到需要输出直流电源，控制所述第一开关单元以接入所述直流电源支路、以及所述第二开关单元以断开所述交流电源支路，通过控制所述整流单元输出所需直流电；若判断到需要输出交流电源，控制所述第一开关单元以断开所述直流电源支路、以及所述第二开关单元以接入所述交流电源支路，通过控制所述整流单元、三相逆变单元输出所需三相交流电。作为本专利技术供电方法的进一步改进：若判断到需要输出直流电源时，控制所述系统输出端接入所述直流输出端口，以将输出的直流电源通过所述直流输出端口输出；若判断需要输出交流电源时，控制所述系统输出端接入所述交流输出端口，以将输出的三相交流电通过所述交流输出端口输出。作为本专利技术供电方法的进一步改进：若判断到需要输出直流电源，具体控制所述整流单元处于相控整流桥模式，将输入的单相交流电源整流为所需直流电输出；若判断需要输出交流电源时，具体控制所述整流单元处于单相不可控整流桥模式，将输入的单相交流电源进行单相不可控整流输出脉流。与现有技术相比，本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统的优点在于：1)本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统，包括整流单元、三相逆变单元以及第一开关单元、第二开关单元，通过由整流单元输出的直流电一路直接提供直流电源，另一路经过三相逆变单元逆变后提供交流电源，使得通过一套供电系统能够同时提供直流电源、交流电源的双电源输出，实现双电源制式供电，且可以方便的实现直流与交流电输出的控制切换，使用控制灵活。2)本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统，通过整流单元、三相逆变单元构成交流供电支路以提供三相交流电源，系统占用空间小，且所需成本及能耗低，与传统的三相交流电供电模式相比，所提供的电能质量好，不会对环境造成污染。3)本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统，进一步通过控制单元发送控制信号给第一开关单元、第二开关单元、输出控制单元，以控制输出所需直流电或交流电，可以实现双电源模式的自动切换，使供电系统自动控制工作在直流供电模式或交流供电模式。4)本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统，进一步通过采用可控整流桥电路，根据直流电、交流电供电模式需求控制整流单元工作在不同模式，可满足不同供电需求，提供精确的所需直流电源、交流电源。5)本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统，进一步由整流单元、直流回路、三相逆变单元、交流滤波单元构成交流电源支路，单相交流供电电源依次经交流电源支路中AC-DC-AC多环节变换，能够得到稳定、高质量的三相交流电。与现有技术相比，本专利技术双电源制式电力机车列车供电系统的供电方法优点在于：本专利技术供电方法，通过接收电源模式控制信号并进行判断，在不同电源模式时，通过控制第一开关单元、第二开关单元以控制接入直流电源支路或交流电源支路，以及控制整流单元、三相逆变单元进行电源变换，可以输出所需直流电或三相交流电，从而自动控制列车供电系统工作在三相交流电供电模式或直流供电模式，控制实现简单，且智能化程度及供电安全性高。附图说明图1是本专利技术实施例1双电源制式电力机车列车供电系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例2中列车供电系统的具体结构示意图。图3是本专利技术实施例2中AC380V模式选择逻辑的原理示意图。图4是本专利技术实施例2中DC600V模式选择逻辑的原理示意图。图5是本专利技术实施例2中DC600V模式时列车供电系统的等效电路结构示意图。图6是本专利技术实施例2中AC380V模式时列车供电系统的等效电路结构示意图。图例说明：1、双电源供电模块；2、牵引变压器；11、整流单元；12、三相逆变单元；13、第一开关单元；14、第二开关单元；15、输出控制单元；16、直流回路；17、交流滤波单元；18、第三开关单元；19、直流滤波单元。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专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。实施例1：如图1所示，本实施例双电源制式电力机车列车供电系统包括一个双电源供电模块1，双电源供电模块1包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于包括一个以上的双电源供电模块(1)，所述双电源供电模块(1)包括整流单元(11)、三相逆变单元(12)、第一开关单元(13)以及第二开关单元(14)，所述整流单元(11)的输入端接入供电电源，输出端的一路通过所述第一开关单元(13)连接至系统输出端以构成直流电源支路、另一路通过所述第二开关单元(14)、所述三相逆变单元(12)连接至系统输出端以构成交流电源支路，通过控制所述第一开关单元(13)、第二开关单元(14)输出直流电源或三相交流电源。

【技术特征摘要】
1.一种双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于包括一个以上的双电源供电模块(1)，所述双电源供电模块(1)包括整流单元(11)、三相逆变单元(12)、第一开关单元(13)以及第二开关单元(14)，所述整流单元(11)的输入端接入供电电源，输出端的一路通过所述第一开关单元(13)连接至系统输出端以构成直流电源支路、另一路通过所述第二开关单元(14)、所述三相逆变单元(12)连接至系统输出端以构成交流电源支路，通过控制所述第一开关单元(13)、第二开关单元(14)输出直流电源或三相交流电源。2.根据权利要求1所述的双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于：所述系统输出端设置有直流输出端口、交流输出端口以及用于控制输出端口接入的输出控制单元(15)，所述输出控制单元(15)的输入端分别连接所述直流电源支路、交流电源支路的输出端，输出端分别连接所述直流输出端口、所述交流输出端口。3.根据权利要求2所述的双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于：所述输出控制单元(15)具体为具有切换开关的切换回路，通过控制所述切换开关控制接入所述直流输出端口或所述交流输出端口。4.根据权利要求2所述的双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于：还包括分别与所述第一开关单元(13)、第二开关单元(14)、输出控制单元(15)连接的控制单元，所述控制单元发送控制信号给所述第一开关单元(13)、第二开关单元(14)、输出控制单元(15)，以控制输出所需直流电或交流电。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于，所述整流单元(11)为可控整流桥电路。6.根据权利要求1～4中任意一项所述的双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于，所述整流单元(11)的输出侧设置有用于进行稳压的直流回路(16)。7.根据权利要求1～4中任意一项所述的双电源制式电力机车列车供电系统，其特征在于：所述三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自然，蔡杰，彭希予，徐景秋，彭自坚，范斌，刘毅，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43