一種用于地鐵車輛的供電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，具體說(shuō)涉及一種用于地鐵車輛的供電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為確保地鐵車輛內(nèi)的負(fù)載的可靠工作，通常需要在供電上設(shè)置冗余措施，即在主供電不能工作時(shí)，利用輔助供電支持負(fù)載工作。現(xiàn)有技術(shù)中，通常在列車上設(shè)計(jì)兩臺(tái)供電裝置，兩臺(tái)供電裝置同時(shí)為負(fù)載供電，以便在其中一臺(tái)供電裝置不能正常工作時(shí)，負(fù)載仍然可以在另一臺(tái)供電裝置的支持下正常工作。
[0003]然而由于地鐵車輛上的負(fù)載數(shù)目眾多，為了保證單臺(tái)供電裝置擁有足夠大的功率，因此就導(dǎo)致單臺(tái)供電裝置的體積以及重量都較大，從而使得供電裝置具有較大的安裝空間需求。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)環(huán)境下，基于地鐵車輛的對(duì)稱性設(shè)計(jì)，根據(jù)安裝供電裝置的空間需求，通常在列車的首尾車廂的司機(jī)室各安裝一臺(tái)供電裝置。列車的首尾車廂之間的車廂數(shù)目是可以變化的。不難理解，隨著車廂數(shù)目的增加，兩臺(tái)供電裝置間以及供電和負(fù)載之間的供電連接線也隨之增長(zhǎng)。由此導(dǎo)致地鐵車輛中供電裝置之間以及供電裝置與負(fù)載之間存在較長(zhǎng)的供電連接線，從而導(dǎo)致供電連接線上存在較大的電壓壓降，并同時(shí)也增加了地鐵車輛的布線難度。
[0005]因此，針對(duì)現(xiàn)有地鐵車輛中供電裝置功率、體積以及重量較大以及供電裝置與負(fù)載之間、供電裝置之間的供電連接線較長(zhǎng)的問(wèn)題，需要一種新的用于地鐵車輛的供電系統(tǒng)以達(dá)到減小功率，縮短供電連接線的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)地鐵車輛內(nèi)低壓供電系統(tǒng)內(nèi)部供電連接線過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于地鐵車輛的供電系統(tǒng)所述供電系統(tǒng)包括至少兩個(gè)供電單元，所述供電單元用于將地鐵車輛的直流電網(wǎng)中的電壓轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)所述地鐵車輛中的負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)電壓，其中:
[0007]所述供電單元的輸入端并聯(lián)接到所述地鐵車輛的直流電網(wǎng)中；
[0008]不同的所述供電單元的輸出端相互獨(dú)立，接到不同的所述負(fù)載上，且不同的所述供電單元的輸出端之間不存在用于連接的供電連接線。
[0009]在一實(shí)施例中，不同的所述供電單元安裝在所述地鐵車輛中的不同位置。
[0010]在一實(shí)施例中，所述供電單元的輸出端接到所述供電單元附近的所述負(fù)載上，從而減小所述供電單元與所述負(fù)載之間的供電連接線的長(zhǎng)度。
[0011 ] 在一實(shí)施例中，每個(gè)所述供電單元包含至少兩個(gè)具有相同輸入/輸出電壓的電壓轉(zhuǎn)化器。
[0012]在一實(shí)施例中，所述電壓轉(zhuǎn)化器包含輸出端和輸入端，且同一所述供電單元內(nèi)的所有電壓轉(zhuǎn)化器的輸入/輸出端并聯(lián)后連接到所述供電單元的輸入/輸出端上。
[0013]在一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包含第一供電單元和第二供電單元，其中:
[0014]所述第一供電單元安裝在所述地鐵車輛的頭部車廂的司機(jī)室中；
[0015]所述第二供電單元安裝在所述地鐵車輛的尾部車廂的司機(jī)室中。
[0016]在一實(shí)施例中，所述第一供電單元為所述地鐵車輛的前半段中擁有相應(yīng)電壓需求的負(fù)載供電；所述第二供電單元為所述地鐵車輛的后半段中擁有相應(yīng)電壓需求的負(fù)載供電。
[0017]在一實(shí)施例中，所述供電系統(tǒng)還包括報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊與所述電壓轉(zhuǎn)化器相連，用于檢測(cè)所述電壓轉(zhuǎn)化器的工作狀態(tài)并在所述電壓轉(zhuǎn)化器故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。
[0018]本發(fā)明還提供了一種用于地鐵車輛的供電方法，所述供電方法包含以下步驟:
[0019]根據(jù)地鐵車輛中負(fù)載的數(shù)量與分布情況確定供電系統(tǒng)中的供電單元的數(shù)量以及安裝位置；
[0020]根據(jù)所述供電單元的數(shù)量以及安裝位置在所述地鐵車輛中安裝所述供電單元；
[0021]對(duì)每個(gè)所述供電單元分配不同的所述負(fù)載，連接相應(yīng)的所述供電單元以及所述負(fù)載；
[0022]當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，同一所述供電單元內(nèi)的電壓轉(zhuǎn)化器同時(shí)為所述負(fù)載供電；
[0023]當(dāng)所述供電單元內(nèi)的一個(gè)電壓轉(zhuǎn)化器發(fā)生故障時(shí)，所述供電單元內(nèi)的其他電壓轉(zhuǎn)化器繼續(xù)正常運(yùn)行，從而不間斷的為所述負(fù)載供電。
[0024]在一實(shí)施例中，所述供電方法還包含報(bào)警步驟，檢測(cè)所述電壓轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，當(dāng)所述電壓轉(zhuǎn)化器故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0026]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的供電系統(tǒng)中各供電單元的功率、體積以及重量被大大縮小，從而大大提高了供電系統(tǒng)的安裝自由度；
[0027]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明供電系統(tǒng)內(nèi)部各供電單元的輸出端之間不需要供電連接線，且各供電單元與負(fù)載之間的供電連接線也大大縮短，這樣不僅減小了供電連接線上的電壓壓降，也使得地鐵車輛內(nèi)的布線更加簡(jiǎn)單。
[0028]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0029]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0030]圖1是用于地鐵車輛的供電系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0031]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的供電系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0033]為確保地鐵車輛內(nèi)的負(fù)載的可靠工作，現(xiàn)有技術(shù)中通常在同一地鐵車輛上設(shè)計(jì)兩臺(tái)供電裝置，兩臺(tái)供電同時(shí)為負(fù)載供電，以便在其中一臺(tái)供電不能正常工作時(shí)，負(fù)載仍然可以在另一臺(tái)供電的支持下正常工作。
[0034]在現(xiàn)有技術(shù)環(huán)境下，通常地鐵車輛上的低壓供電系統(tǒng)的線路連接如圖1所示。圖1中，線路101和線路102為地鐵車輛中的直流電網(wǎng)。線路101提供DC+110V的直流電壓，線路102提供DC-110V的直流電壓。供電裝置111和112為硬件參數(shù)相同的直流變壓器，且兩者的輸入端并聯(lián)接入地鐵車輛中的直流電網(wǎng)中(線路101以及102)，從而被輸入直流+IlOV電壓和直流-110V電壓。
[0035]供電裝置111和112的輸出端之間構(gòu)造有用于相互連接的供電連接線。負(fù)載131和132并聯(lián)連接到供電裝置111和112之間的供電連接線上。從而供電裝置111和112可以同時(shí)為負(fù)載131和132供電。在供電裝置111和112的輸出端與供電連接線之間構(gòu)造有二極管121和122，二極管121和122的作用是防止電流回流以及均流。
[0036]在本實(shí)施例中，為描繪方便，地鐵車輛中的所有負(fù)載被簡(jiǎn)化為負(fù)載131和132，當(dāng)然的，在實(shí)際情況中，地鐵車輛中的負(fù)載不僅僅只有上述這兩個(gè)負(fù)載。負(fù)載131以及132具體代表的是地鐵車輛的部分低壓負(fù)載如車輛照明頭燈、煙霧報(bào)警裝置等。負(fù)載131和132的工作電壓為直流低電壓(DC24V)，供電裝置111和112對(duì)外輸出直流+24V電壓和直流-24V電壓。
[0037]在正常運(yùn)行的時(shí)候，供電裝置111和112將來(lái)自地鐵車輛直流電網(wǎng)線路101和102的DC+110V和DC-110V的直流電壓轉(zhuǎn)化為DC+24V和DC-24V輸出，從而為負(fù)載131和132提供工作電壓。當(dāng)供電裝置111和112中的一個(gè)(111或112)無(wú)法正常工作時(shí)，剩下的另一個(gè)供電裝置(112或111)繼續(xù)正常工作，從而保證可以繼續(xù)輸出正常的驅(qū)動(dòng)電壓到負(fù)載131 和 132 上。
[0038]在圖1的設(shè)計(jì)中，通常情況下，每臺(tái)供電裝置(111或112)同時(shí)為地鐵車輛上的所有負(fù)載(131和132)供電。由于地鐵車輛上的負(fù)載數(shù)目眾多，為了保證單臺(tái)供電裝置(111或112)擁有足夠大的功率，因此就導(dǎo)致單臺(tái)供電裝置(111或112)的體積以及重量都較大，從而使得供電裝置(111或112)具有較大的安裝空間需求。
[0039]在現(xiàn)有技術(shù)環(huán)境下，基于地鐵車輛的對(duì)稱性設(shè)計(jì)，根據(jù)安裝供電裝置的空間需求，通常在列車的首尾車廂的司機(jī)室各安裝一臺(tái)供電裝置。列車的首尾車廂之間的車廂數(shù)目是可以變化的。因此供電111和供電112之間的供電連接線需要跨越整個(gè)地鐵車輛的長(zhǎng)度。不難理解，隨著車廂數(shù)目的增加，兩臺(tái)供電裝置間以及供電和負(fù)載之間的供電連接線也隨之增長(zhǎng)。過(guò)長(zhǎng)的供電連接線產(chǎn)生了較大的線路壓降，從而造成不能提供穩(wěn)定的電壓給負(fù)載。與此同時(shí)，過(guò)長(zhǎng)的供電連接線也增加了列車布線的難度。
[0040]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)施例的供電系統(tǒng)包含至少兩個(gè)供電單元。供電單元用于將地鐵車輛的直流電網(wǎng)中的電壓轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)地鐵車輛中的負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)電壓。所有供電單元的輸入端并聯(lián)連接到地鐵車輛的直流電網(wǎng)中，不同的供電單元的輸出端接到不同的負(fù)載上。這樣在不同的供電單元獨(dú)立的為不同的負(fù)載供電的情況下，不同的供電單元的輸出端之間就可以相互獨(dú)立，輸出端之間就不需要通過(guò)供電連接線相連。
[0041]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的供電系統(tǒng)的電路簡(jiǎn)圖。在圖2中，線路201和線路202為地鐵車輛中的直流電網(wǎng)。線路201提供DC+110V的直流電壓，線路202提供DC-110V的直流電壓。地鐵車輛中的負(fù)載被簡(jiǎn)化為負(fù)載221和222，負(fù)載221和222的工作電壓為直流低電壓(DC24V)。供電系統(tǒng)包含兩個(gè)供電單元211和212。供電單元211和212的輸入端并聯(lián)接到地鐵車輛的直流電網(wǎng)中(線路201以及202)從而被輸入DC+110V電壓以及DC-110V電壓。供電單元211和212的輸出端相互獨(dú)立，分別為負(fù)載221和222供電。在供電單元211和212的輸出端之