高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统技术方案

本实用新型专利技术提出了高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，用驱动电机代替传统的发动机，通过在支撑台车上设置蓄电池组以及超级电容，并在进入救援现场之前，通过起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备给蓄电池组以及超级电容充满电，用蓄电池组以及超级电容给驱动电机提供电能，可以实现铁路起重机在救援现场连续作业。可以实现铁路起重机在救援现场连续作业。可以实现铁路起重机在救援现场连续作业。

【技术实现步骤摘要】
高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统


[0001]本技术涉及铁路救援起重机的支撑台车领域，尤其涉及高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统。

技术介绍

[0002]高铁起重机在进行起重作业时，单个支腿的支点反力较大，如果起重机的支腿直接支撑在桥梁上方的轨道上，集中力会对桥梁结构产生较大影响，威胁到铁路的安全运行。现有铁路救援起重机常采用如图1所示的支撑台车将起重机支腿的集中载荷通过四对轮对分散传递到双侧铁路轨道上，有效解决了起重机支腿对铁路轨道的集中载荷力较大和带载走行的问题，而且实现了起重机支腿结构沿纵梁的纵向移动、垂直纵梁方向的升降运动和相对纵梁的旋转运动，赋予了起重机通过其支腿机构走行移动和转动运行的操作性能。
[0003]但是，当起重机用于较恶劣的工作环境下或用于长距离且高海拔的工作环境内救援的工况时，由于支撑台车是由柴油发动机内的柴油燃烧产生动力驱动支撑台车工作，当工作环境空气稀薄，并且柴油发动机中的柴油燃烧将会消耗掉工作环境中的氧气，当氧气不足时，柴油发动机将无法工作，此时，支撑台车没有动力驱动，无法前进，进而无法带动起重机实现移动和转动的功能，无法实现及时快速救援的目的。因此，为了解决上述问题，本技术提供了高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，通过在支撑台车上设置储能设备以及给储能设备充电的充电装置，在支撑台车进入救援现场之前，给储能设备充电，当救援现场环境比较恶劣时，切换储能设备供电，避免支撑台车因为缺电而造成救援工作无法进行的情况。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提出了高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，通过在支撑台车上设置储能设备以及给储能设备充电的充电装置，在支撑台车进入救援现场之前，给储能设备充电，当救援现场环境比较恶劣时，切换储能设备供电，避免支撑台车因为缺电而造成救援工作无法进行的情况。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，其包括支撑台车和外部电源，支撑台车上设置有驱动电机、储能设备、逆变模块、充电管理系统和控制器；
[0006]外部电源包括起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备；
[0007]起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备通过充电管理系统给储能设备充电，充电管理系统实时监测储能设备的电量，并将检测结果发送至控制器；储能设备与逆变模块的输入端电性连接，逆变模块将储能设备输出的直流电压逆变成交流电，逆变模块的输出端与驱动电机的电源端电性连接，驱动电机与支撑台车上主动轮轴的齿轮轴装配连接；在发动机不运作时，储能设备通过逆变模块给驱动电机提
供电能以驱动支撑台车走行。
[0008]在以上方案的基础上，进一步优选的，储能设备包括蓄电池组和超级电容；
[0009]起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备通过充电管理系统分别与超级电容的两端、蓄电池组的正极和负极电性连接，并分别给蓄电池组和超级电容充电，当蓄电池组和超级电容充满电时，蓄电池组和超级电容分别通过逆变模块给驱动电机供电。
[0010]在以上方案的基础上，进一步优选的，逆变模块包括第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器和PWM变换器；
[0011]第一双向DC/DC变换器对蓄电池组输出的直流电进行升压变换，使其变为电压可调的直流电；
[0012]第二双向DC/DC变换器对超级电容输出的直流电进行升压变换，使其变为电压可调的直流电；
[0013]PWM变换器对第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器输出的直流电进行整流，整流后的电信号输入至驱动电机的电源端；
[0014]蓄电池组的正极输出端和负极输出端分别通过第一双向DC/DC变换器与PWM变换器的输入端电性连接，超级电容通过第二双向DC/DC变换器分别与PWM变换器的输入端以及第一双向DC/DC变换器的输出端电性连接，PWM变换器的输出端与驱动电机的电源端电性连接。
[0015]进一步优选的，充电管理系统包括12脉冲整流器、数字移相触发电路和全桥功率变换电路；
[0016]12脉冲整流器将外部电源提供的三相交流电转换为直流电，并输送给蓄电池组和超级电容；
[0017]数字移相触发电路调节12脉冲整流器的输出直流电压；
[0018]全桥功率变换电路将12脉冲整流器输出的直流电转换为交流电，再将交流电转换为直流电，完成DC
‑
AC
‑
DC的转换；
[0019]数字移相触发电路的输入端与控制器电性连接，数字移相触发电路的输出端与12脉冲整流器的控制端电性连接，外部电源通过12脉冲整流器与全桥功率变换电路的输入端电性连接，全桥功率变换电路的输出端与超级电容的两端、蓄电池组的正极输出端和负极输出端电性连接。
[0020]进一步优选的，充电管理系统还包括放电去极化电路；
[0021]放电去极化电路并联在蓄电池组的正极输出端和负极输出端之间。
[0022]进一步优选的，放电去极化电路包括：电感L8、电容C5、二极管D5、电阻R7和三极管Q17；
[0023]电感L8的一端与蓄电池组的正极电性连接，电感L8的另一端分别与三极管Q17的集电极和二极管D5的负极电性连接，三极管的基极与控制器电性连接，电容C5并联在三级管Q17的集电极和发射极两端，三极管Q17的发射极和二极管D5的正极分别与电阻R7的一端电性连接，电阻R7的另一端与蓄电池组的负极电性连接。
[0024]本技术的高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统相对于现有技术具有以下有益效果：
[0025](1)用驱动电机代替传统的发动机，通过在支撑台车上设置蓄电池组以及超级电容，并在进入救援现场之前，通过起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备给蓄电池组以及超级电容充满电，用蓄电池组以及超级电容给驱动电机提供电能，可以实现铁路起重机在救援现场连续作业；
[0026](2)通过设置第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器，当蓄电池组放电量多于驱动电机需求量时，剩余电量经过第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器被超级电容吸收；当驱动电机减速或制动时，产生的制动能量经PWM变换器整流，再经过第二双向DC/DC变换器降压变换后输入至超级电容，补充超级电容电量，实现能量回馈；
[0027](3)通过设置12脉冲整流器，可以抑制电网中6n
±
1次谐波，提高功率因数；
[0028](4)通过设置数字移相触发电路，可以适应12脉冲整流器的触发要求。
附图说明
[0029]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，其包括支撑台车和外部电源，其特征在于：所述支撑台车上设置有驱动电机、储能设备、逆变模块、充电管理系统和控制器；所述外部电源包括起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备；所述起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备通过所述充电管理系统给储能设备充电，充电管理系统实时监测储能设备的电量，并将检测结果发送至控制器；储能设备与逆变模块的输入端电性连接，逆变模块将储能设备输出的直流电压逆变成交流电，逆变模块的输出端与驱动电机的电源端电性连接，驱动电机与支撑台车上主动轮轴的齿轮轴装配连接；在发动机不运作时，储能设备通过逆变模块给驱动电机提供电能以驱动支撑台车走行。2.如权利要求1所述的高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，其特征在于：所述储能设备包括蓄电池组和超级电容；所述起重机主车电源、吊臂平车电源、供电网、便携式充电设备或移动式充电设备通过所述充电管理系统分别与超级电容的两端、蓄电池组的正极和负极电性连接，并分别给蓄电池组和超级电容充电，当蓄电池组和超级电容充满电时，蓄电池组和超级电容分别通过逆变模块给驱动电机供电。3.如权利要求1所述的高速铁路起重机支撑台车纯电动驱动系统，其特征在于：所述逆变模块包括第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器和PWM变换器；所述第一双向DC/DC变换器对蓄电池组输出的直流电进行升压变换，使其变为电压可调的直流电；所述第二双向DC/DC变换器对超级电容输出的直流电进行升压变换，使其变为电压可调的直流电；所述PWM变换器对第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器输出的直流电进行整流，整流后的电信号输入至驱动电机的电源端；所述蓄电池组的正极输出端和负极输出端分别通过第一双向DC/DC变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正旸，朱启航，戴兴建，弯丹玮，刘振营，许俊，翟因姜，张新峰，
申请(专利权)人：武桥工业装备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：