一种城轨车辆辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城轨车辆辅助系统，包括第一DC/DC变换器和辅助设备电机本体，还包括电子开关调节电路和直流母线，所述辅助设备电机本体为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器接入直流母线，辅助设备电机本体的电源端通过所述电子开关调节电路连接所述直流母线。本发明专利技术具有以下显著特点：摒除了笨重低效的工频变压器，减少了电能变换次数，提高了系统效率，减少了系统体积和重量。不必考虑接入母线的频率与相位同步问题，控制简单。中压直流母线通过正负直流电缆传输电能，节约了传输成本，可充分利用导线半径，大大降低损耗，提升传输效率。采用直流无刷电机，节能效果非常明显，能够实现超静音运行，大大降低了辅助系统的噪音。

An Auxiliary System for Urban Rail Vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种城轨车辆辅助系统
本专利技术属于轨道交通
，特别涉及一种城轨车辆辅助系统。
技术介绍
辅助系统是城轨车辆的重要组成部分，担负着除城轨车辆牵引系统主电路以外各种装置的供电任务与控制，主要为辅助设备电机本体如空调、压缩机、风机等辅助设备的电机本体提供交流电源（如在地铁中，该交流电源为3AC380V/50Hz），为辅助直流设备如蓄电池、照明等提供直流电源（如在地铁中，该直流电源为DC110V）。如图1和图2所示，现有城轨车辆辅助系统采用工频变压器或重复的交直交变换，存在装置体积大、重量重、效率低、噪声大等问题。且一列城轨车辆中并联的辅助逆变器输出的3AC380V/50Hz交流电接入辅助交流母线时需要考虑频率与相位同步等问题，导致辅助系统控制的复杂度大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于直流微网技术的城轨车辆辅助系统，辅助系统效率高，体积重量小，噪声低，控制简单。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种城轨车辆辅助系统，包括第一DC/DC变换器和辅助设备电机本体，其结构特点是还包括电子开关调节电路和直流母线，所述辅助设备电机本体为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器接入直流母线，辅助设备电机本体的电源端通过所述电子开关调节电路连接所述直流母线。进一步地，还包括第二DC/DC变换器，第二DC/DC变换器的输入端与直流母线相连，第二DC/DC变换器的输出端连接直流负载。作为一种优选方式，所述直流负载为蓄电池和/或照明装置。作为一种优选方式，所述第一DC/DC变换器包括从输入端至输出端依次相连的第一逆变器、第一高频变压器、第一整流电路。作为一种优选方式，所述第二DC/DC变换器包括从输入端至输出端依次相连的第二逆变器、第二高频变压器、第二整流电路。作为一种优选方式，所述城轨车辆为地铁车辆，所述供电网直流输出端的电压为1500V，直流母线的电压为700V。作为一种优选方式，所述辅助设备电机本体为直流无刷电机。与现有技术相比，本专利技术具有以下显著特点：（1）摒除了笨重低效的工频变压器，减少了电能变换次数，使变换过程中损耗的能量更少，从而提高了系统效率，减少了系统体积和重量。（2）不必考虑接入母线的频率与相位同步问题，控制更加简单。（3）中压直流母线通过正负直流电缆传输电能，与三相交流电缆相比，不仅节约了传输成本，而且因直流输电不存在趋肤效应和邻近效应，可充分利用导线半径，大大降低损耗，提升传输效率。（4）采用直流无刷电机，其转子使用永磁材料，节能效果非常明显，且直流电机转子通过永磁场来驱动，能够实现超静音运行，大大降低了辅助系统的噪音。附图说明图1为现有城轨车辆辅助系统结构原理图一。图2为现有城轨车辆辅助系统结构原理图二。图3为本专利技术城轨车辆辅助系统结构原理图。其中，1为第一DC/DC变换器，101为第一逆变器，102为第一高频变压器，103为第一整流电路，2为辅助设备电机本体，3为电子开关调节电路，4为直流母线，5为第二DC/DC变换器，501为第二逆变器，502为第二高频变压器，503为第二整流电路，6为直流负载。具体实施方式如图3所示，城轨车辆辅助系统包括第一DC/DC变换器1和辅助设备电机本体2，还包括电子开关调节电路3和中压直流母线4，所述辅助设备电机本体2为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器1接入中压直流母线4，辅助设备电机本体2的电源端通过所述电子开关调节电路3连接所述中压直流母线4。城轨车辆辅助系统还包括第二DC/DC变换器5，第二DC/DC变换器5的输入端与中压直流母线4相连，第二DC/DC变换器5的输出端连接直流负载6。所述直流负载6为蓄电池、照明装置等。所述第一DC/DC变换器1包括从输入端至输出端依次相连的第一逆变器101、第一高频变压器102、第一整流电路103。所述第二DC/DC变换器5包括从输入端至输出端依次相连的第二逆变器501、第二高频变压器502、第二整流电路503。所述城轨车辆为地铁车辆，所述供电网直流输出端的电压为1500V，中压直流母线4的电压为700V，第二DC/DC变换器5的输出电压为110V。所述辅助设备电机本体2为直流无刷电机。本专利技术中，首先，将DC1500V供电网压经第一DC/DC变换器1转换成DC700V中压直流电，本列地铁上所有经第一DC/DC变换器1转换成的DC700V输出电均接入中压直流母线4。大功率辅助设备直接连接中压直流母线4，如空调等都采用电子开关调节电路3调节的直流无刷电机。DC700V中压直流母线4再通过第二DC/DC变换器5变换成DC110V，为地铁上的小功率辅助设备供电。本专利技术具体实施示例描述的是地铁车辆辅助系统，其它轨道车辆，如电力机车、动车等，也可以使用同样的方法制造其辅助系统，通用性极强。本专利技术的城轨车辆辅助系统，创造性地改变了现有城轨车辆辅助系统的拓扑结构，采用直流微网技术构建中压直流辅助母线供电系统，所有负载采用直流供电，其辅助设备中的电机本体采用直流无刷电机。上面结合附图对本专利技术的实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，如中压直流母线4不必局限于DC700V，也可以是DC600V等电压，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城轨车辆辅助系统，包括第一DC/DC变换器（1）和辅助设备电机本体（2），其特征在于，还包括电子开关调节电路（3）和直流母线（4），所述辅助设备电机本体（2）为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器（1）接入直流母线（4），辅助设备电机本体（2）的电源端通过所述电子开关调节电路（3）连接所述直流母线（4）。

【技术特征摘要】
1.一种城轨车辆辅助系统，包括第一DC/DC变换器（1）和辅助设备电机本体（2），其特征在于，还包括电子开关调节电路（3）和直流母线（4），所述辅助设备电机本体（2）为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器（1）接入直流母线（4），辅助设备电机本体（2）的电源端通过所述电子开关调节电路（3）连接所述直流母线（4）。2.如权利要求1所述的城轨车辆辅助系统，其特征在于，还包括第二DC/DC变换器（5），第二DC/DC变换器（5）的输入端与直流母线（4）相连，第二DC/DC变换器（5）的输出端连接直流负载（6）。3.如权利要求2所述的城轨车辆辅助系统，其特征在于，所述直流负载（6）为蓄电池和/或照明装置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旺，蒋忠城，江大发，蒋济雄，刘晓波，王先锋，郭冰彬，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43