一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置，它包含再生制动供电模块、辅助逆变器、超级电容器组；再生制动供电模块上的DC500V输出电路与辅助逆变器上的DC400V输出电路相并联并给给列车辅助设备供电；再生制动供电模块上的DC110V输出电路与辅助逆变器上的DC110V充电电路相并联并给超级电容器组及列车上DC110用电设备供电；本实用新型专利技术采用彻底的模块化设计，可靠性高，效率高、体积小，可灵活覆盖不同功率需求。

A device for regenerative braking, auxiliary inverter and power supply to train of rail transit

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置
本技术涉及轨道交通
，具体涉及一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置。
技术介绍
轨道交通列车用电分为牵引电机用电和辅助设备用电。正线运营列车进站时牵引电机电制动时会产生约为牵引总电量的45％再生电，电量大部分被其他车辆吸收，但约为10％不会被吸收，会造成电网电压升高。目前，采用的吸收方案主要有电阻耗能型、电容储能型、飞轮储能型和逆变回馈型。其中电阻耗能型是将制动能量消耗在吸收电阻上，其主要缺点是未能将制动能量加以利用；采用电容储能，存在设备成本高和设备安全性问题；采用飞轮储能，对抽真空及转动轴有较高要求；采用逆变回馈方式，直接应用大功率场合，牵引降压混合所，需多个组合，设备加上基建成本很高。列车的辅助逆变器设备上用电量大约为再生制动所产生总电量的一半牵引总电量的25％，而其中大多数电量用在空调设备上。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置，由多台单机组合而成，结构独特、相互并网、造价低廉，把列车所产生的高于网压上的部分电量直接应用在列车的如空压机、空调等辅助设备上并合辅助逆变器、超级电容器组相并联。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：它包含再生制动供电模块、辅助逆变器、超级电容器组；所述的再生制动供电模块包含整流电路、再生制动供电模块并联电路、直流母线并联电容、斩波电路、高频转换电路、LCL滤波器、储能电路、DC500V输出电路和DC110V输出电路；所述的辅助逆变器由接触网经受电弓提供DC1500供电；辅助逆变器包含输入滤波电路、DC/AC三相变换电路、隔离变度器、AC380V输出电路、DC110V充电电路、DC400V输出电路；再生制动供电模块上的DC500V输出电路与辅助逆变器上的DC400V输出电路相并联并给列车辅助设备供电；再生制动供电模块上的DC110V输出电路与辅助逆变器上的DC110V充电电路相并联并给超级电容器组及列车上DC110用电设备供电；进一步地，所述的再生制动供电模块并联电路与其他车的再生制动供电模块并联电路接口相并联；再生制动供电模块中的斩波电路采用Zeta斩波电路，它包含可控IGBT开关管、电感L贮能、振荡电路；高频转换电路采用推挽式直流变换器电路，它包含一组极性相反的IGBT开关管、高频变换器、全桥整流电路、电抗器；储能电路采用超级电容组；DC500V输出电路包含滤波电感、LCL滤波器、防反二极管；DC110V输出电路采用降压DC-DC转换电路，它包含可控IGBT开关管、电感L贮能、续流二极管VD、支撑电容C、防反二极管；进一步的，所述辅助逆变器中的DC/AC三相变换电路采用三相电压型桥式逆变电路，它由6个IGBT开关管、6个续流二极管组成；AC380V输出电路包含ACC电容、EMI滤波器；DC400V输出电路与AC380V输出电路并联，DC400V输出电路由三相整流器、LC电路、推挽式直流变换器、线路电抗器组成；DC110V充电电路由输入电感器、接触器与灭弧器、三相整流器、支撑电容、推挽式直流变换器、LC稳压器组成；进一步地，所述的列车辅助设备包含空调、空压机；进一步地，所述的空调为变频式空调，它包含变频冷凝风机、变频通风机、电感电容组、PIM模块、PIM检测电路、PIM控制电路、变频压缩机；进一步的，所述的空压机采用变频式空压机，它包含电感电容组、PIM模块、PIM检测电路、PIM控制电路、变频电机。当列车正线运营列车进站制动时，列车上的牵引电机工作在发电机状态，制动机械能转换成电能有些馈入直流触网，有些进入再生制动供电模块中经全桥三相整流后产生直流电，该直流电经Zeta斩波电路、高频转换电路、LCL滤波器平滑滤波后得到DC500V电压直流电，送入超级电容器组进行储存并为辅助设备供电，超级电容器组两端的电压传感器检测超级电容电压，进行充、放电保护，再生供电器内部的霍尔电流传感器检测输出电流，输出电压时进行电流闭环控制和快速过流保护并把信号通过TCMS传送给列车辅助设备，辅助设备如空调、空压机的变频电路能以高频的模式吸收来自再生供电器的电源，电压过底时由超级电容持续供电，当电压低于DC400V由辅助逆变器DC400V供电时转为低频模式。当列车下一进站电制动前要使用完成上次制动所产生的电量，且保证列车乘客的舒适性，实现了制动再生能量的再利用，提高了地铁辅助系统的能效；当牵引电机在发电状态时，连接入电路的是并联的若干组再生制动供电模块，此时再生制动供电模块的额定电压为DC1500V，根据电路的电流的大小调节连接入再生制动模块的多少；当直流触网的电压为1800V时，连接入电路的不仅是并联的若干组再生制动供电模块，还有两组串联的再生制动供电模块，并且并联的再生制动供电模块的数目由电路的电流决定。采用上述结构后，本技术所述的一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置，具有以下优点：1、可靠性高：每个再生制动供电模块进行独立连接，减少了单体串、并联数量，提高了寿命和可靠性；2、彻底的模块化设计：每台双向DC/DC模块集成直流滤波电感、完整的LCL滤波器，解决了传统设计变流模块并联数量不同导致的滤波参数不匹配问题；3、效率高、体积小：IGBT斩波器的载波移相控制只需较低的实际开关频率就能得到较高的等效开关频率，并且采用的LCL滤波器有较强的开关纹波滤除能力，对开关频率要求较低，能够有效减小开关损耗和滤波器电感、电容量，提高装置效率并减小体积、成本；4、灵活覆盖不同功率需求：采用并联的再生制动供电模块可以应用于DC750V地铁系统，2组串联的若干组再生制动供电模块可以应用于DC1500地铁系统；同时，并联的再生制动供电模块的数目可以满足不同的电流需求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的6节编组半列车结构示意图；图2是本技术的再生制动供电模块电路拓扑图；图3是辅助逆变器电路拓扑图。具体实施方式下面结合附图，对本技术作进一步的说明。本具体实施方式采用的技术方案是：它包含再生制动供电模块、辅助逆变器、超级电容器组；所述的再生制动供电模块的数量为若干组，若干组再生制动供电模块并联，可以同时动作输出DC500V和DC110V，所述的辅助逆变器由接触网经受电弓提供DC1500供电输出AC380V、DC110V、DC400V；再生制动供电模块上的DC500V输出电路与辅助逆变器上的DC400V输出电路相并联并给列车辅助设备供电；再生制动供电模块上的DC110V输出电路与辅助逆变器上的DC110V充电电路相并联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置，其特征在于它包含再生制动供电模块、辅助逆变器、超级电容器组；所述的再生制动供电模块包含整流电路、再生制动供电模块并联电路、直流母线并联电容、斩波电路、高频转换电路、LCL滤波器、储能电路、DC500V输出电路和DC110V输出电路；所述的辅助逆变器由接触网经受电弓提供DC1500供电；辅助逆变器包含输入滤波电路、DC/AC三相变换电路、隔离变度器、AC380V输出电路、DC110V充电电路、DC400V输出电路；再生制动供电模块上的DC500V输出电路与辅助逆变器上的DC400V输出电路相并联并给列车辅助设备供电；再生制动供电模块上的DC110V输出电路与辅助逆变器上的DC110V充电电路相并联并给超级电容器组及列车上DC110用电设备供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置，其特征在于它包含再生制动供电模块、辅助逆变器、超级电容器组；所述的再生制动供电模块包含整流电路、再生制动供电模块并联电路、直流母线并联电容、斩波电路、高频转换电路、LCL滤波器、储能电路、DC500V输出电路和DC110V输出电路；所述的辅助逆变器由接触网经受电弓提供DC1500供电；辅助逆变器包含输入滤波电路、DC/AC三相变换电路、隔离变度器、AC380V输出电路、DC110V充电电路、DC400V输出电路；再生制动供电模块上的DC500V输出电路与辅助逆变器上的DC400V输出电路相并联并给列车辅助设备供电；再生制动供电模块上的DC110V输出电路与辅助逆变器上的DC110V充电电路相并联并给超级电容器组及列车上DC110用电设备供电。


2.根据权利要求1所述的一种轨道交通再生制动、辅助逆变并给列车供电的装置，其特征在于所述的再生制动供电模块并联电路与其他车的再生制动供电模块并联电路接口相并联；再生制动供电模块中的斩波电路采用Zeta斩波电路，它包含可控IGBT开关管、电感L贮能、振荡电路；高频转换电路采用推挽式直流变换器电路，它包含一组极性相反的IGBT开关管、高频变换器、全桥整流电路、电抗器；储能电路采用超级电容组；DC500V输出电路包含滤波电感、LCL滤波器、防反二极管；DC110V输出电...

【专利技术属性】
技术研发人员：方华，
申请(专利权)人：方华，
类型：新型
国别省市：福建;35