一种动车用背靠背牵引传动试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种动车用背靠背牵引传动试验系统，包括电气传动子系统、机械传动子系统、控制子系统、测试子系统和带有供电模块的辅助子系统，电气传动子系统包括第一高压可控开关、陪试牵引变压器、滤波电抗器、陪试变流器、陪试反馈变压器和第二高压可控开关，机械传动子系统包括联轴器模块和陪试电机。本实用新型专利技术能够完成动车牵引传动系统整体型试验，使试验系统从“能量消耗型”向“能量反馈式”转换以实现能量节约，能够实现试验系统对动车牵引传动系统单一试验到全方面试验。

【技术实现步骤摘要】
一种动车用背靠背牵引传动试验系统
本技术涉及动车牵引传动系统的试验研究
，具体涉及一种动车用背靠背牵引传动试验系统。
技术介绍
铁路事业不断发展，高速动车以快捷、方便、安全的优势，陆续登上陆上运输霸主地位。可靠的动车牵引传动系统是高速动车快速、安全、稳定运行的保证。目前，国内外大量企业和高等学府日益加大了对动车牵引传动系统的研究，研究主要体现为对牵引传动系统的部件型试验台（如牵引变流器试验台、异步牵引电机试验台、交流变频电机试验台等）进行试验的试验系统，缺少对于整体牵引传动系统进行试验的试验系统，且目前试验系统在功能性能上存在不足以及试验技术的瓶颈问题。因此，如何解决动车牵引传动系统的试验研究，已经成为一项亟待解决的关键技术问题，具有十分必要及深远的意义。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够完成动车牵引传动系统整体型试验，使试验系统从“能量消耗型”向“能量反馈式”转换以实现能量节约，能够实现试验系统对动车牵引传动系统单一试验到全方面试验的动车用背靠背牵引传动试验系统。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种动车用背靠背牵引传动试验系统，包括电气传动子系统、机械传动子系统、控制子系统、测试子系统和带有供电模块的辅助子系统，所述电气传动子系统包括第一高压可控开关、陪试牵引变压器、滤波电抗器、陪试变流器、陪试反馈变压器和第二高压可控开关，所述机械传动子系统包括联轴器模块和陪试电机，所述第一高压可控开关一端和单相电源母线相连、另一端依次通过陪试牵引变压器、滤波电抗器、被试动车的牵引变流器和被试动车的多个牵引电机的电极端子相连，所述陪试电机的数量和被试动车的牵引电机数量相同且一一对应，被试动车的各个牵引电机的主轴分别通过联轴器模块和对应陪试电机的主轴相连，所述陪试电机的电极端子依次通过陪试变流器、陪试反馈变压器、第二高压可控开关和单相电源母线相连，所述第一高压可控开关、陪试变流器、第二高压可控开关分别与控制子系统相连，所述测试子系统分别与被试动车的牵引变流器、被试动车的牵引电机相连，所述辅助子系统的供电模块分别与控制子系统、测试子系统相连。优选地，所述电气传动子系统还包括电机输入输出开关，所述电机输入输出开关串联布置在被试动车的牵引变流器和被试动车的牵引电机的电极端子之间，所述电机输入输出开关与控制子系统相连。优选地，所述联轴器模块包括多条机械能传动支路，所述机械能传动支路的数量和被试动车的牵引电机数量相同且一一对应，每一条机械能传动支路包括依次相连的第一联轴器、第二联轴器、变速箱、第三联轴器和同步齿轮箱，多条机械能传动支路的同步齿轮箱之间同步联结，被试动车的各个牵引电机的主轴分别通过第一联轴器、第二联轴器、变速箱、第三联轴器、同步齿轮箱和对应陪试电机的主轴相连。优选地，所述控制子系统包括控制上位机、工业以太网交换机、控制下位机和从站控制器，所述控制上位机通过工业以太网交换机与控制下位机及陪试变流器相连，所述第一高压可控开关、第二高压可控开关与从站控制器相连。优选地，所述测试子系统包括母线供电电源测量模块、低压供电电源测量模块、被试变流器主回路测量模块、被试变流器辅助输出测量模块、被试电机测量模块、信号调理盒组、PXI测试下位机、传感器电源组和测试上位机，所述母线供电电源测量模块包括布置于单相电源母线上的电压互感器和电流传感器，所述低压供电电源测量模块包括布置于所述辅助子系统的供电模块上的电压传感器和电流传感器，所述被试变流器主回路测量模块包括布置于被试动车的牵引变流器上的高压分压器和电流传感器，所述被试变流器辅助输出测量模块包括布置于被试动车的牵引变流器上的电压传感器和电流传感器，所述被试电机测量模块包括布置于被试动车的牵引电机上的高压分压器和电流传感器，所述信号调理盒组上还连接有转矩转速传感器，所述转矩转速传感器布置于联轴器模块上，所述电压互感器、电流传感器、电压传感器、高压分压器、转矩转速传感器分别通过信号调理盒组与PXI测试下位机的输入相连，所述PXI测试下位机的输入端还连接有温度巡检仪，所述温度巡检仪布置于被试动车的牵引电机上，所述传感器电源组的输入端和辅助子系统的供电模块相连，所述传感器电源组的输出端分别与母线供电电源测量模块、低压供电电源测量模块、被试变流器主回路测量模块、被试变流器辅助输出测量模块、被试电机测量模块相连，所述测试上位机和PXI测试下位机相连，且所述测试上位机和控制子系统的控制上位机相连。优选地，所述转矩转速传感器布置于第一联轴器、第二联轴器之间。优选地，所述陪试牵引变压器的原边绕组与单相电源母线相连、次边绕组包含多个不同的电压等级。优选地，所述陪试变流器包括至少一条变流支路，所述变流支路包括四相限整流器、中间回路和逆变器，陪试反馈变压器的次边绕组依次通过四相限整流器、中间回路和逆变器和陪试电机的电极端子相连。优选地，所述四相限整流器为PWM波电流源型整流器。优选地，所述逆变器为PWM波电流源型逆变器。本技术动车用背靠背牵引传动试验系统具有下述优点：本技术动车用背靠背牵引传动试验系统以背靠背（Back-to-Back）为核心多种子系统相结合的结构设计方式与通过耦合电能和机械能来实现能量循环的思想，通过耦合电能和机械能来使试验系统从“能量消耗型”向“能量反馈式”转换以实现能量节约，解决了原有试验系统转向架滚动试验速度偏低、较小的试验电源容量、变流器中间直流电压偏低、陪试变流器控制系统功能欠缺、陪试异步牵引电动机功率偏低以及辅助供电系统试验功能欠缺的问题，能实现试验系统各子系统间的独立控制、相互通信和数据传输，进而避免因单个控制单元的损坏而影响试验系统整体性能，各子系统相互独立，能够完成动车牵引传动系统整体型试验，使试验系统从“能量消耗型”向“能量反馈式”转换以实现能量节约，能够实现试验系统对动车牵引传动系统单一试验到全方面试验。本技术动车用背靠背牵引传动试验系统的应用方法为基于本技术动车用背靠背牵引传动试验系统的应用，因此同样也具有本技术动车用背靠背牵引传动试验系统的前述的优点，而且能够针对被试动车进行牵引工况、制动工况两种工况的的试验。附图说明图1为本技术实施例的原理示意图。图2为本技术实施例的拓扑结构示意图。图3为本技术实施例的系统框架结构示意图。图4为本技术实施例的控制子系统框架结构示意图。图5为本技术实施例的测试子系统框架结构示意图。图6为本技术实施例的控制子系统的工作流程示意图。图7为本技术实施例的测试子系统的工作流程示意图。图例说明：1、电气传动子系统；11、第一高压可控开关；12、陪试牵引变压器；13、滤波电抗器；14、陪试变流器；15、陪试反馈变压器；16、第二高压可控开关；17、电机输入输出开关；2、机械传动子系统；21、联轴器模块；211、第一联轴器；212、第二联轴器；213、变速箱；214、第三联轴器；215、同步齿轮箱；22、陪试电机；3、控制子系统；31、控制上位机；32、工业以太网交换机；33、控制下位机；34、从站控制器；4、测试子系统；41、母线供电电源测量模块；42、低压供电电源测量模块；43、被试变流器主回路测量模块；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动车用背靠背牵引传动试验系统，其特征在于：包括电气传动子系统（1）、机械传动子系统（2）、控制子系统（3）、测试子系统（4）和带有供电模块的辅助子系统（5），所述电气传动子系统（1）包括第一高压可控开关（11）、陪试牵引变压器（12）、滤波电抗器（13）、陪试变流器（14）、陪试反馈变压器（15）和第二高压可控开关（16），所述机械传动子系统（2）包括联轴器模块（21）和陪试电机（22），所述第一高压可控开关（11）一端和单相电源母线相连、另一端依次通过陪试牵引变压器（12）、滤波电抗器（13）、被试动车的牵引变流器和被试动车的多个牵引电机的电极端子相连，所述陪试电机（22）的数量和被试动车的牵引电机数量相同且一一对应，被试动车的各个牵引电机的主轴分别通过联轴器模块（21）和对应陪试电机（22）的主轴相连，所述陪试电机（22）的电极端子依次通过陪试变流器（14）、陪试反馈变压器（15）、第二高压可控开关（16）和单相电源母线相连，所述第一高压可控开关（11）、陪试变流器（14）、第二高压可控开关（16）分别与控制子系统（3）相连，所述测试子系统（4）分别与被试动车的牵引变流器、被试动车的牵引电机相连，所述辅助子系统（5）的供电模块分别与控制子系统（3）、测试子系统（4）相连。...

【技术特征摘要】
1.一种动车用背靠背牵引传动试验系统，其特征在于：包括电气传动子系统（1）、机械传动子系统（2）、控制子系统（3）、测试子系统（4）和带有供电模块的辅助子系统（5），所述电气传动子系统（1）包括第一高压可控开关（11）、陪试牵引变压器（12）、滤波电抗器（13）、陪试变流器（14）、陪试反馈变压器（15）和第二高压可控开关（16），所述机械传动子系统（2）包括联轴器模块（21）和陪试电机（22），所述第一高压可控开关（11）一端和单相电源母线相连、另一端依次通过陪试牵引变压器（12）、滤波电抗器（13）、被试动车的牵引变流器和被试动车的多个牵引电机的电极端子相连，所述陪试电机（22）的数量和被试动车的牵引电机数量相同且一一对应，被试动车的各个牵引电机的主轴分别通过联轴器模块（21）和对应陪试电机（22）的主轴相连，所述陪试电机（22）的电极端子依次通过陪试变流器（14）、陪试反馈变压器（15）、第二高压可控开关（16）和单相电源母线相连，所述第一高压可控开关（11）、陪试变流器（14）、第二高压可控开关（16）分别与控制子系统（3）相连，所述测试子系统（4）分别与被试动车的牵引变流器、被试动车的牵引电机相连，所述辅助子系统（5）的供电模块分别与控制子系统（3）、测试子系统（4）相连。2.根据权利要求1所述的动车用背靠背牵引传动试验系统，其特征在于：所述电气传动子系统（1）还包括电机输入输出开关（17），所述电机输入输出开关（17）串联布置在被试动车的牵引变流器和被试动车的牵引电机的电极端子之间，所述电机输入输出开关（17）与控制子系统（3）相连。3.根据权利要求1所述的动车用背靠背牵引传动试验系统，其特征在于：所述联轴器模块（21）包括多条机械能传动支路，所述机械能传动支路的数量和被试动车的牵引电机数量相同且一一对应，每一条机械能传动支路包括依次相连的第一联轴器（211）、第二联轴器（212）、变速箱（213）、第三联轴器（214）和同步齿轮箱（215），多条机械能传动支路的同步齿轮箱（215）之间同步联结，被试动车的各个牵引电机的主轴分别通过第一联轴器（211）、第二联轴器（212）、变速箱（213）、第三联轴器（214）、同步齿轮箱（215）和对应陪试电机（22）的主轴相连。4.根据权利要求3所述的动车用背靠背牵引传动试验系统，其特征在于：所述控制子系统（3）包括控制上位机（31）、工业以太网交换机（32）、控制下位机（33）和从站控制器（34），所述控制上位机（31）通过工业以太网交换机（32）与控制下位机（33）及陪试变流器（14）相连，所述第一高压可控开关（11）、第二高压可控开关（16）与从站控制器（34）相连。5.根据权利要求4所述的动车用背...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤勇，熊颉，娄卉芳，黎凯平，许水平，赵科龙，刘世业，林才轩，李怡文，杨正华，王庆喆，
申请(专利权)人：株洲中车时代装备技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43