一种动车组牵引传动供电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种动车组牵引传动供电系统，包括交直交牵引变流器，所述交直交牵引变流器包括单相交流输入端口和三相交流输出端口，所述单相交流输入端口的第一端用于通过第一导电线路与通有较低电压单相交流电的接触网接触受电，所述单相交流输入端口的第二端用于通过第二导电线路与钢轨接触，所述三相交流输出端口用于与牵引电机连接，其中，所述单相交流输入端口的第一端与接触网之间不设置车载牵引变压器。本实用新型专利技术能够有效的降低列车的自身重量，节省车上空间，并均衡列车的轴重。

【技术实现步骤摘要】
一种动车组牵引传动供电系统
本技术涉及电气化铁路与城市轨道工频单相交流牵引供电技术，尤其涉及一种动车组牵引传动供电系统。
技术介绍
与直流牵引电机相比，交流牵引电机有功率密度高、价格便宜、简单可靠和防空转性能好等优点，因此正在取代直流电机成为干线电气化铁路和城市轨道交通牵引的主要动力源。电气化铁道采用单相供电，交流牵引电机需要三相逆变器驱动。为了实现这一转换功能，电力机车或动车组上配有交直交牵引变流器，即先将单相交流变换为直流，再通过逆变器变换为三相交流，经调压调频实现调速。现行电气化铁道供电系统牵引母线的额定电压为27.5kV,最高电压达到31kV,由于受到电力电子器件额定电压的限制，电力机车和动车组配有车载牵引变压器，先将牵引网电压降压后再供给牵引变流器。牵引变压器体积和重量大,增加机车或动车组轴重，同时增加损耗，降低效率，并影响功率密度，制约动车组速度的进一步提升。城市轨道交通广泛采用的直流750V、1500V供电制式不仅存在无法解决的迷流难题，也面临供电能力无法适应更大容量需求的严重局面。若地铁和轻轨直接采用干线电气化铁道交流27.5kV供电制式又会造成更多投资和供电能力的浪费，处于两难境地。因此需要针对交流供电制式，研究新电压等级的供电系统及其配套动车组来满足城市轨道交通的发展需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种动车组牵引传动供电系统，它采用交流供电制式，不需要车载牵引变压器，整体减少机车的重量，能够降低损耗，提高效率，有利于动车组速度的进一步提升。本技术的目的通过以下技术手段实现：一种动车组牵引传动供电系统，包括交直交牵引变流器，所述交直交牵引变流器包括单相交流输入端口和三相交流输出端口，所述单相交流输入端口的第一端用于通过第一导电线路与通有较低电压单相交流电的接触网接触受电，所述单相交流输入端口的第二端用于通过第二导电线路与钢轨接触，所述三相交流输出端口与牵引电机连接，其中，所述单相交流输入端口的第一端与接触网之间不设置车载牵引变压器。进一步地，还包括直交辅助变流器，所述直交辅助变流器的直流端口与所述交直交牵引变流器的直流环节连接，所述直交辅助变流器的三相交流端口用于为动车组辅助供电。进一步地，所述交直交牵引变流器和直交辅助变流器分别布置在动车组不同车厢的设备舱。进一步地，还包括集电器、接地器和牵引电缆，所述牵引电缆为两根单芯电缆，记为电缆a和电缆b，所述电缆a的首端与集电器的一端固定连接，所述电缆a的末端与所述交直交牵引变流器的单相交流输入端口的第一端连接，所述电缆b的首端与接地器的一端固定连接，所述电缆b的末端与所述交直交牵引变流器的单相交流输入端口的第二端连接，所述集电器的另一端用于与接触网接触，所述接地器的另一端用于与钢轨接触，其中，所述电缆a的首端与集电器固定连接后构成所述第一导电线路，所述电缆b的首端与接地器固定连接后构成所述第二导电线路。进一步地，所述动车组包括n个动车与k个拖车，每个动车的每根驱动轴对应设置有牵引电机，每个动车内所有牵引电机以并联的形式与所述交直交牵引变流器的三相交流输出端口连接，其中，n≥1，k≥1。进一步地，每个动车内均设置有所述交直交牵引变流器，每个动车内所有牵引电机以并联的形式与所在动车内的单三相交直交牵引变流器连接。进一步地，n＝k，每个拖车内均设置有所述直交辅助变流器，一台直交辅助变流器对应一台交直交牵引变流器。进一步地，所述接触网可以悬挂于动车组上方，或者敷设于钢轨外侧。本技术的工作原理是：以既有、成熟、可靠的低电压交直交变流器为基础，通过调整接触网供电电压、取消车载牵引变压器、对交直交变流器和直交辅助变流器的安装进行重新分布的方式构建动车组牵引传动供电系统，使其不仅适于既有27.5kV交流电气化铁路动车组改造，也适于新的不同电压等级的供电系统。与现有技术相比，本技术的有益效果是：一、在不改变既有牵引变流器主电路结构的情况下，通过降低接触网电压，取消27.5kV电气化铁路动车组的车载牵引变压器，使牵引传动系统体积小,重量轻，功率密度高，效率高。二、通过将动车组的交直交牵引变流器和直交辅助变流器在动车和拖车之间进行分开布置，可使得动车组轴重均匀分布。三、技术先进、可靠，易于实施。附图说明图1是根据一示例性实施例示出的一种动车组牵引传动供电系统结构示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种4车编组2动2拖应用的动车组牵引传动供电系统结构示意图。图3是根据一示例性实施例示出的一种8车编组4动4拖应用的动车组牵引传动供电系统结构示意图。附图标记：1—集电器，2—接地器，3—牵引电缆，4—交直交牵引变流器，5—直交辅助变流器，6—牵引电机，7—接触网，8—钢轨，M—动车，T—拖车。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的描述。实施例如图1所示，本实施例提供一种动车组牵引传动供电系统，包括交直交牵引变流器4，所述交直交牵引变流器4包括单相交流输入端口和三相交流输出端口，所述单相交流输入端口的第一端用于通过第一导电线路与通有较低电压单相交流电的接触网7接触受电，所述单相交流输入端口的第二端用于通过第二导电线路与钢轨8接触，所述三相交流输出端口与牵引电机6连接，其中，所述单相交流输入端口的第一端与接触网7之间不设置车载牵引变压器。实施本实施例时，接触网7通的是较低电压单相交流电，具体的，接触网7可以采用3000V工频交流供电制式，交直交牵引变流器4的单相交流输入端口通过第一导电线路直接与接触网7接触受电，从而达到取消车载变压器的目的，可以使动车组牵引传动系统体积减小，动车组重量减轻，功率密度高，效率高，有利于提高动车组的速度。具体地，接触网7可以为悬挂于动车组上方，或者作为第三供电轨敷设于钢轨外侧，悬挂于动车组上方的接触网7或第三供电轨构成馈电线，钢轨8构成回流线。作为优选，本实施例还可以包括集电器1、接地器2和牵引电缆3，所述牵引电缆3为两根单芯电缆，记为电缆a和电缆b，所述电缆a的首端与集电器1的一端固定连接，所述电缆a的末端与所述交直交牵引变流器4的单相交流输入端口的第一端连接，所述电缆b的首端与接地器2的一端固定连接，所述电缆b的末端与所述交直交牵引变流器4的单相交流输入端口的第二端连接，所述集电器1的另一端用于与接触网7接触，所述接地器2的另一端用于与钢轨8接触，其中，所述电缆a的首端与集电器1固定连接后构成所述第一导电线路，所述电缆b的首端与接地器2固定连接后构成所述第二导电线路。这里，交直交牵引变流器4除了通过第二导电线路与钢轨8接触接地，牵引变流器4和辅助变流器5的其他部分均不接地。另外，第一导电线路和第二导电线路均可以由串联的导电线和电刷构成，第一导电线路的电刷与接触网7接触受电，第二导电线路的电刷与钢轨8接触接地，第一导电线路的导电线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动车组牵引传动供电系统，其特征在于，包括交直交牵引变流器(4)，所述交直交牵引变流器(4)包括单相交流输入端口和三相交流输出端口，所述单相交流输入端口的第一端用于通过第一导电线路与通有较低电压单相交流电的接触网(7)接触受电，所述单相交流输入端口的第二端用于通过第二导电线路与钢轨(8)接触，所述三相交流输出端口与牵引电机(6)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种动车组牵引传动供电系统，其特征在于，包括交直交牵引变流器(4)，所述交直交牵引变流器(4)包括单相交流输入端口和三相交流输出端口，所述单相交流输入端口的第一端用于通过第一导电线路与通有较低电压单相交流电的接触网(7)接触受电，所述单相交流输入端口的第二端用于通过第二导电线路与钢轨(8)接触，所述三相交流输出端口与牵引电机(6)连接。


2.根据权利要求1所述的动车组牵引传动供电系统，其特征在于，还包括直交辅助变流器(5)，所述直交辅助变流器(5)的直流端口与所述交直交牵引变流器(4)的直流环节连接，所述直交辅助变流器(5)的三相交流端口用于为动车组辅助供电。


3.根据权利要求2所述的一种动车组牵引传动供电系统，其特征在于，所述交直交牵引变流器(4)和直交辅助变流器(5)分别布置在动车组不同车厢的设备舱。


4.根据权利要求1所述的一种动车组牵引传动供电系统，其特征在于，还包括集电器(1)、接地器(2)和牵引电缆(3)，所述牵引电缆(3)为两根单芯电缆，记为电缆a和电缆b，所述电缆a的首端与集电器(1)的一端固定连接，所述电缆a的末端与所述交直交牵引变流器(4)的单相交流输入端口的第一端连接，所述电缆b的首端与接地器(2)的一端固定连接，所述电缆b的末端与所述交直交牵引...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，张伟鹏，李书谦，
申请(专利权)人：成都尚华电气有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51