城市交通车辆供电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种城市交通车辆供电系统，包括基站电源单元、电能传输单元和车载变电单元；基站电源单元包括高频逆变器和电源类型变换器；高频逆变器输入端输入直流电，高频逆变器的输出端与电源类型变换器的输入端连接，电源类型变换器用于将高频逆变器输出的恒压源变换为恒流源；电能传输单元包括环形传输电缆和电能接收器，环形传输电缆埋设在道路沿线，环形传输电缆与电源类型变换器的输出端连接以形成高频磁场，电能接收器设置在车辆下部，以感应高频磁场产生感应电流；车载变电单元包括车载变流器；车载变流器的输入端与电能接收器连接，车载变流器的输出端用于与车辆的驱动电机连接。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力技术，尤其涉及一种城市交通车辆供电系统。
技术介绍
目前，铁路车辆(例如动车组、电力机车以及城市轨道车辆等)均是通过接触网或第三轨向铁路车辆供电，上述两种供电方式均要求在铁路车辆运行全程上铺设供电线路，同时还要建设配套的基础设施，如接触网及其支撑杆等。在城市交通系统中，如城市轨道车辆及城市电力公交车辆的实际应用中，需要架设受电网及其他基础设施，由于接触电网及基础设施设置在城市外部空间，不仅占用城市空间，影响城市环境美观，并且现有的接触网建设通入成本高且安全性差。
技术实现思路
本技术提供一种城市交通车辆供电系统，用于解决现有技术中城市交通车辆供电系统占用城市空间、成本高且安全性差的技术缺陷。本技术提供的一种城市交通车辆供电系统，包括基站电源单元、电能传输单元和车载变电单元；所述基站电源单元包括高频逆变器和电源类型变换器；所述高频逆变器输入端输入直流电，所述高频逆变器的输出端与所述电源类型变换器的输入端连接，所述电源类型变换器用于将所述高频逆变器输出的恒压源变换为恒流源；所述电能传输单元包括环形传输电缆和电能接收器，所述环形传输电缆埋设在道路沿线，所述环形传输电缆与所述电源类型变换器的输出端连接以形成高频磁场，所述电能接收器设置在车辆下部，所述电能接收器与所述环形传输电缆间隙设置形成分离式变压器，以感应高频磁场产生感应电流；所述车载变电单元包括车载变流器；所述车载变流器的输入端与所述电能接收器连接，所述车载变流器的输出端用于与车辆的驱动电机连接。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述基站电源单元还包括基站整流器，所述基站整流器的输入端用于与工频电源连接，所述基站整流器的输出端与所述高频逆变器的输入端连接。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述车载变流器包括车载整流器和车载逆变器；所述车载整流器的输入端与所述电能接收器连接，所述车载整流器的输出端与所述车载逆变器的输入端连接；所述车载变电单元还包括储能器，所述储能器串联在所述车载整流器的输出端。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述储能器包括DC-DC变换器和储能元件，所述DC-DC变换器用于控制所述车载整流器输出电压降低向所述储能元件充电，或控制所述储能元件输出电压升高向所述车载逆变器供电。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述储能元件为超级电容或蓄电池或并联的超级电容和蓄电池。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述电源类型变换器为变压器，所述变压器的原边与所述高频逆变器的输出端连接，所述变压器的原边母线上串接有第一滤波电感和第二滤波电感，所述变压器的原边母线之间设置有第一补偿电容；所述变压器的副边母线上串接有第三电感和第二补偿电容。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述基站电源单元还包括第一稳压电容，所述第一稳压电容串接在所述高频逆变器的输入端。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述车载变电单元还包括第二稳压电容，所述第二稳压电容串接在所述车载整流器的输出端。如上所述的城市交通车辆供电系统，优选地，所述电能接收器为平板结构，所述电能接收器内部设置有感应线圈。本技术提供的城市交通车辆供电系统，基站电源单元用于产生高频恒流电，通过电能传输单元中的环形传输电缆产生高频磁场，电能接收器感应高频磁场产生感应电流为城市交通车辆的驱动电机供电，由于环形传输电缆可以埋设在道路内，不需要架设电网，不占用城市空间，可以更好的保护城市景观，并且成本低、安全性好。附图说明图1为本技术实施例提供的城市交通车辆供电系统的原理图；图2为本技术实施例提供的储能器的原理图；图3为本技术实施例提供的城市交通车辆供电系统的一种具体应用方式的示意图；图4为本技术实施例提供的城市交通车辆供电系统的另一种具体应用方式的示意图。附图标记:1-基站电源单元；2_电能传输单元；3_车载变电单元。具体实施方式参考图1，图1为本技术实施例提供的城市交通车辆供电系统的原理图。如图1所示，本实施例提供的城市交通车辆供电系统，包括基站电源单元1、电能传输单元2和车载变电单元3。基站电源单元I包括高频逆变器和电源类型变换器；高频逆变器输入端输入直流电，高频逆变器的输出端与电源类型变换器的输入端连接，高频逆变器将输入的直流电逆变成高频交流电，电源类型变换器用于将高频逆变器输出的恒压源变换为恒流源。高频逆变器输入直流电可以有多种方式，优选地，基站电源单元I还包括基站整流器，基站整流器的输入端用于与工频电源或连接，基站整流器的输出端与高频逆变器的输入端连接，通过基站整流器为高频逆变器输入直流电，也可以直接向高频逆变器输入直流电。为了提高基站整流器输出电压的稳定性，基站电源单元I还包括第一稳压电容Cl，第一稳压电容Cl串接在基站整流器的输出端。具体地，基站整流器可以为多个二极管Df D6组成的三相不可控整流电路，基站整流器也可以为其他形式的整流器。高频逆变器的直流输入可以分为两种形式，一种为工频电源为三相380v交流电，三相380v交流电输入基站整流器，经基站整流器整流后输出额定电压为890v的直流电；另外一种为直接在C端和D端接入直流750V电源；该直流电890V或者750V通过稳压电容Cl稳压后，输入给高频逆变器，高频逆变器可以为多个绝缘栅双极型晶体管功率器件(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT) Vl V4组成的两相桥式全控逆变器，高频逆变器也可以为其他形式的逆变器。基站整流器输出的890v直流电经高频逆变器逆变后输出频率大于25kHz的高频恒压交流电，电流值不小于150A。电源类型变换器可以有多种实现形式，只要能满足将高频恒压交流电变换成高频恒流交流电即可，电源类型变换器可以保证高频电流的稳定。电能传输单元2包括环形传输电缆21和电能接收器22，环形传输电缆21埋设在道路沿线，环形传输电缆21与电源类型变换器的输出端连接以形成高频磁场，电能接收器22设置在车辆下部，电能接收器22与环形传输电缆21间隙设置形成分离式变压器T2，以感应高频磁场产生感应电流。电源类型变换器将高频恒压交流电变换成高频恒流电，可以提高环形传输电缆21形成的高频磁场的稳定性。具体地，环形传输电缆21的直径可以为125 mm,电能接收器22具体可以为平板结构，电能接收器22内部设置有感应线圈。电能接收器22可以由磁芯铁氧体和环绕线圈封装而成，电能接收器22长度小于1400 mm,宽度小于1000 mm,高度小于250 mm,能够在距地面高度位置50 mm保持额定的电能传输效率不变，能够保证在对齐误差在±200 mm内给车辆供电。电能接收器22内部的感应线圈可以感应环形传输电缆21形成的高频磁场，产生感应电流，电能接收器22也可以为其他结构，例如U形或E形等结构类型。优选地，电源类型变换器可以为变压器Tl，变压器Tl的原边与高频逆变器的输出端连接，变压器Tl的原边母线上串接有第一滤波电感LI和第二滤波电感L2，变压器Tl的原边母线之间设置有第一补偿电容C2 ;变压器Tl的副边母线上串接有第三滤波电感L3和第二补偿电容C3，第二补偿电容C3能够增加有功功率、减小漏感，提高效率。高频逆变器输出的8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市交通车辆供电系统，其特征在于，包括基站电源单元、电能传输单元和车载变电单元；所述基站电源单元包括高频逆变器和电源类型变换器；所述高频逆变器输入端输入直流电，所述高频逆变器的输出端与所述电源类型变换器的输入端连接，所述电源类型变换器用于将所述高频逆变器输出的恒压源变换为恒流源；所述电能传输单元包括环形传输电缆和电能接收器，所述环形传输电缆埋设在道路沿线，所述环形传输电缆与所述电源类型变换器的输出端连接以形成高频磁场，所述电能接收器设置在车辆下部，所述电能接收器与所述环形传输电缆间隙设置形成分离式变压器，以感应高频磁场产生感应电流；所述车载变电单元包括车载变流器；所述车载变流器的输入端与所述电能接收器连接，所述车载变流器的输出端用于与车辆的驱动电机连接。

【技术特征摘要】
1.种城市交通车辆供电系统，其特征在于，包括基站电源单元、电能传输单元和车载变电单元； 所述基站电源单元包括高频逆变器和电源类型变换器；所述高频逆变器输入端输入直流电，所述高频逆变器的输出端与所述电源类型变换器的输入端连接，所述电源类型变换器用于将所述高频逆变器输出的恒压源变换为恒流源； 所述电能传输单元包括环形传输电缆和电能接收器，所述环形传输电缆埋设在道路沿线，所述环形传输电缆与所述电源类型变换器的输出端连接以形成高频磁场，所述电能接收器设置在车辆下部，所述电能接收器与所述环形传输电缆间隙设置形成分离式变压器，以感应高频磁场产生感应电流； 所述车载变电单元包括车载变流器；所述车载变流器的输入端与所述电能接收器连接，所述车载变流器的输出端用于与车辆的驱动电机连接。2.据权利要求1所述的城市交通车辆供电系统，其特征在于，所述基站电源单元还包括基站整流器，所述基站整流器的输入端用于与工频电源连接，所述基站整流器的输出端与所述高频逆变器的输入端连接。3.据权利要求1或2所述的城市交通车辆供电系统，其特征在于，所述车载变流器包括车载整流器和车载逆变器；所述车载整流器的输入端与所述电能接收器连接，所述车载整流器的输出端与所述车载逆变器的输入端连接； 所述车载变电单...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴春兴，黄烈威，孙易安，李明，于金朋，陈登升，蒋洁，
申请(专利权)人：唐山轨道客车有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：