一种轨道车辆用不间断电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道车辆用不间断电源装置，包括整流单元、逆变单元和蓄电单元，所述整流单元用来将3AC380V整流成DC55V，为相连的逆变单元提供直流电源，同时为相连的蓄电单元充电；所述逆变单元用来将DC55V逆变成AC220V输出，提供至车辆上的负载。本发明专利技术具有结构简单紧凑、可靠性更好、能够解决过分相控制时照明中断问题等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到轨道交通车辆领域，特指一种适用于轨道车辆的不间断电源装置。
技术介绍
在轨道交通车辆中，以铁路3AC380V客车(含25G、25K和25T三种)为例，在日常使用时基本上都是由空调发电车提供三相电源的，且电源基本不存在频繁中断的问题。而现在出于节能降耗的原因改由电力机车提供三相电源，由于电力机车过分相的问题，其3AC380V电源每隔一段时间就会中断，其客车负载如空调、风机和照明等全部会停止工作。而基本照明一旦停止，会给旅客乘车带来非常大的不便。现有的3AC380V客车照明用电一般直接从客车三相电源主干线上取电，经断路器、接触器之后分为半灯、全灯两种模式送出。上述客车本身设计时只设置了一套功能有限的应急供电系统，即当铁路客车供电系统发生故障时，可由应急供电电源供电，以保证应急照明及列车控制系统的正常工作，保证旅客有足够的时间安全下车。应急供电系统由应急电源、充电设备及其配电回路组成，应急电源是由蓄电池组提供的直流电源，正常时由充电机对蓄电池组进行浮充，当列车干线停止供电，充电机停止工作后，由蓄电池提供直流电源供列车的应急负载使用。一般3AC380V供电制式的客车车辆，其应急供电电源电压等级为DC48V，电池容量为60Ah，普遍使用阀控式密封铅酸蓄电池组，仅供本车的应急负载。应急负载中的应急灯设置较少，一般在一二位端小走廊各布置一个，硬座车及餐车在客室内一二位端各设置一个应急灯具，硬卧软卧在走廊两端各布置一个应急灯具。由上可知，由于客车(如3AC380V)在系统设计时就未考虑到电力机车担当牵引和直供电的情况，因此原有的应急供电系统存在以下问题：(1)应急电源中的蓄电池组容量非常有限，仅能保证两个左右的应急灯和列车控制系统使用，无法保证全车照明的使用，会给旅客造成非常大的不便。(2)电力机车存在频繁的过分相行为，平均二十分钟就有一次，特快列车在某些区段甚至是十几分钟就有一次。传统的阀控式密封铅酸蓄电池组无法承受频繁和大电流的充放电，寿命会大大缩短。(3)应急电源的启动是通过继电器切换完成的，延时比较大，不能做到无缝切换。(4)客车照明电源为AC220V，与应急电源的DC48V完全不匹配。
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结构简单紧凑、可靠性更好、能够解决过分相控制时照明中断问题的轨道车辆用不间断电源装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种轨道车辆用不间断电源装置，包括整流单元、逆变单元和蓄电单元，所述整流单元用来将3AC380V整流成DC55V，为相连的逆变单元提供直流电源，同时为相连的蓄电单元充电；所述逆变单元用来将DC55V逆变成AC220V输出，提供至车辆上的负载。作为本专利技术的进一步改进：所述整流单元包括并机的三个单相整流模块或单个三相整流模块。作为本专利技术的进一步改进：所述逆变单元包括并机的两个单相逆变模块或一个单相逆变器。作为本专利技术的进一步改进：所述不间断电源装置串联于客车照明三相电源输入端，当三相电源输入正常时一方面保证正常照明供电，一方面为蓄电单元充电；当三相电源中断时蓄电单元保证用电需求。作为本专利技术的进一步改进：所述整流单元和逆变单元都采用冗余结构形式。作为本专利技术的进一步改进：所述蓄电单元采用磷酸铁锂电池、镍镉碱性电池、铅酸电池或超级电容。作为本专利技术的进一步改进：所述蓄电单元中自带有充电管理单元，用来对充电过程进行智能化管理。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的轨道车辆用不间断电源装置，结构简单紧凑、可靠性更好、以保证基本照明的用电需求，其充分地解决了电力机车过分相时客车电源中断造成的客车照明问题，保证了旅客乘车的舒适度，而且不会影响到客车原有的应急供电系统的正常使用。2、本专利技术的轨道车辆用不间断电源装置，整流单元和逆变单元都采取了冗余备份措施，大大提高了系统可靠性。3、本专利技术的轨道车辆用不间断电源装置，是在客车上增加的一套新的不间断电源装置，能够持续提供AC220V电源输出，用于解决电力机车过分相时客车断电造成的照明中断的问题。附图说明图1是本专利技术在具体应用中的原理示意图。图2是本专利技术在具体应用实例中电路原理示意图。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。铁路接触网供电臂长度为20～50公里，因此电力机车过分相较为频繁。按照120km/H的
运行速度评估，客车每20分钟左右就会供电中断一次，每次停电时间约为1～2分钟。这种应用场合就决定了不间断电源装置中蓄电部分要支持快充快放，避免电池亏电的情况。客车供电电源频繁中断时，客车照明用电要在正常供电和电池供电切换时要基本做到无缝切换，不能造成照明闪烁的问题。如图1和图2所示，本专利技术的轨道车辆用不间断电源装置，串联于客车照明三相电源输入端，当三相电源输入正常时一方面保证正常照明供电，一方面为系统内蓄电单元充电；当三相电源中断时由装置内蓄电池保证用电需求，这就能够有效解决电力机车在过分相时产生的列车供电系统电源中断问题。本专利技术的轨道车辆用不间断电源装置，包括整流单元、逆变单元和蓄电单元，其中整流单元包括并机的三个单相整流模块，用来将3AC380V整流成DC55V，一方面为后面的逆变单元提供直流电源，一方面为蓄电池充电；逆变单元包括并机的两个单相逆变模块，用来将DC55V逆变成AC220V输出。在其他的应用实例中，整流单元也可采用其他的结构形式，如采用单个三相整流模块进行电源变换。在其他的应用实例中，逆变单元也可采用其他的结构形式，如采用一个单相逆变器输出，不提供冗余备份。在具体应用实例中，整流单元和逆变单元都采用冗余结构形式，也就是说，每个部分中的任一模块损坏都不会影响到整个系统运用。在具体应用实例中，蓄电单元作为中间直流环节的储能元件，支持快充快放。蓄电单元可以根据实际需要采用磷酸铁锂电池、镍镉碱性电池、铅酸电池、超级电容、或其他的电池形式。下表1为在具体应用时采用不同电池形式时的实际工作参数。在具体应用实例中，蓄电单元中自带有充电管理单元，用来对充电进行智能化管理。表1：以上仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆用不间断电源装置，其特征在于，包括整流单元、逆变单元和蓄电单元，所述整流单元用来将3AC380V整流成DC55V，为相连的逆变单元提供直流电源，同时为相连的蓄电单元充电；所述逆变单元用来将DC55V逆变成AC220V输出，提供至车辆上的负载。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆用不间断电源装置，其特征在于，包括整流单元、逆变单元和蓄电单元，所述整流单元用来将3AC380V整流成DC55V，为相连的逆变单元提供直流电源，同时为相连的蓄电单元充电；所述逆变单元用来将DC55V逆变成AC220V输出，提供至车辆上的负载。2.根据权利要求1所述的轨道车辆用不间断电源装置，其特征在于，所述整流单元包括并机的三个单相整流模块或单个三相整流模块。3.根据权利要求1所述的轨道车辆用不间断电源装置，其特征在于，所述逆变单元包括并机的两个单相逆变模块或一个单相逆变器。4.根据权利要求1或2或3所述的轨道车辆用不间断...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，蔡杰，徐景秋，黄亮，李自然，陈灿，郭建，郝洪伟，
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