一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及城市軌道交通領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通是指地鐵、城市輕軌等軌道交通列車與軌道、供電網(wǎng)構(gòu)成的交通系統(tǒng)。目前，城市軌道交通列車的工作能量大多數(shù)來(lái)源于供電網(wǎng)，我國(guó)軌道交通列車供電的電壓是1500v或者750v直流電壓供電，其運(yùn)行過(guò)程如圖1所示，其中牽引供電系統(tǒng)的牽引供電裝置1-4全程供電。任意兩站軌道交通列車運(yùn)行，近似分為啟動(dòng)加速段a、惰行段b，減速停車段C，對(duì)應(yīng)的電流曲線1-2，列車運(yùn)行在a地段用電增加，然后減少。在列車運(yùn)行時(shí)始終需要供電，具有以下不足:
[0003]1、牽引供電系統(tǒng)建設(shè)投資高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)維修費(fèi)高；
[0004]2城市軌道交通列車供電線路長(zhǎng)，能耗高;在減速地段不能回收能源；
[0005]3、直流供電產(chǎn)生的雜散電流會(huì)對(duì)地鐵、輕軌中的電氣設(shè)備、設(shè)施的正常運(yùn)行造成不同程度的影響，以及對(duì)隧道、道床的結(jié)構(gòu)鋼和附近的金屬管線造成危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提供一種供電簡(jiǎn)單、維護(hù)維修費(fèi)低的城市軌道交通列車高效節(jié)能的裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置包括牽引供電系統(tǒng)和城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0008]所述的牽引供電系統(tǒng)的隔離開(kāi)關(guān)(2-6)的輸入端連接三相電網(wǎng)、輸出端連接變壓整流裝置(2-4)的輸入端;變壓整流裝置(2-4)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接牽引供電裝置(2-1);城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)的受流裝置(3-1)通過(guò)母線(3-2)連接電源變換器(3-8)和交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)，交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)連接交流同步伺服牽引電機(jī)(3-4)和動(dòng)力超級(jí)電容箱。牽引供電裝置(2-1)只在車站及附近的局部路段設(shè)置，車站與車站之間其他路段不設(shè)牽引供電裝置(2-1);列車位置檢測(cè)裝置(2-7)檢測(cè)列車到位，控制隔離開(kāi)關(guān)(2-6)閉合;變壓整流裝置(2-4)通過(guò)連接導(dǎo)線給牽引供電裝置(2-1)輸送750v的直流電，如圖2中的供電曲線2-2。
[0009]所述的城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)包括受流裝置(3-1)、母線(3-2)電源變換裝置(3-8);交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)、交流同步伺服牽引電機(jī)(3-4)、蓄電池組(3-5)，環(huán)境控制系統(tǒng)(3-6)和牽引超級(jí)電容箱，電源變換裝置(3-8)。受流裝置(3-1)連接車內(nèi)供電母線(3-2)、供電母線(3-2)連接多個(gè)交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)、電源變換裝置(3-8);交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)連接連接交流同步伺服電機(jī)(3-4)和動(dòng)力超級(jí)電容箱(3-11);電源變換裝置(3-8)輸出220v直流電給環(huán)境控制系統(tǒng)(3-6)，環(huán)控超級(jí)電容箱(3-10)、同時(shí)輸出24v直流電給列車運(yùn)行控制系統(tǒng)3-9及控制系統(tǒng)蓄電池3-7 ο還包括空氣壓縮機(jī)，其中受流裝置3-1指受電弓或者集電靴等，受電弓用于接觸網(wǎng)，集電靴用于供電軌。
[0010]所述的環(huán)境控制系統(tǒng)包括備用蓄電池組、環(huán)控超級(jí)電容箱、車內(nèi)照明、空調(diào)、空氣交換系統(tǒng)及廣播。
[0011]所述的動(dòng)力超級(jí)電容箱由4個(gè)完全相同超級(jí)電容模組通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)構(gòu)成的高中低三種電壓。
[0012]城市軌道交通列車進(jìn)站減速，首先列車運(yùn)行控制系統(tǒng)使永磁同步牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)運(yùn)行，牽引電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，并發(fā)電給超級(jí)電容箱回收能源。其充電曲線2-5如圖2所示。然后城市軌道交通列車速度降至低速時(shí)，采用空氣制動(dòng)停車。
[0013]本發(fā)明通過(guò)局部供電，減少了供電線路的長(zhǎng)度，減少60%以上的供電線路建設(shè)費(fèi)用，減少了維修養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。通過(guò)間斷供電，減少了變壓器的空載損耗。減少了直流供電產(chǎn)生的雜散電流會(huì)對(duì)地鐵、輕軌中的電氣設(shè)備、設(shè)施的正常運(yùn)行造成的影響，減少了雜散電流對(duì)隧道、道床的結(jié)構(gòu)鋼和附近的金屬管線的腐蝕。減少了軌道交通系統(tǒng)基本設(shè)備設(shè)施的維護(hù)維修費(fèi);通過(guò)城市軌道交通列車采用交流同步牽引伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)降低列車能耗10%，通過(guò)城市軌道交通列車采用超級(jí)電容模組回收列車動(dòng)能，減少了列車摩擦制動(dòng)的磨損，減少了列車維護(hù)維修量，同時(shí)再降低列車能耗20%，綜合節(jié)能30%。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。
[0015]圖1為現(xiàn)有的城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)節(jié)能原理示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的超級(jí)電容箱連接原理圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍，下面對(duì)本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)的節(jié)能裝置的如圖2進(jìn)行說(shuō)明。
[0020]牽引供電系統(tǒng)包括高壓隔離開(kāi)關(guān)2-6，牽引供電裝置2-1，檢測(cè)傳感裝置2-7。傳感裝置2-7檢測(cè)到列車進(jìn)站后達(dá)到指定位置，牽引供電裝置控制高壓隔離開(kāi)關(guān)2-6閉合，給牽引供電裝置2-1供電，牽引供電裝置2-1的長(zhǎng)度大約占甲乙兩站距離的六分之一到三分之一，具體長(zhǎng)度由車站線路坡度經(jīng)過(guò)計(jì)算后確定。列車離開(kāi)牽引供電裝置2-1后，高壓隔離開(kāi)關(guān)2-6自動(dòng)分?jǐn)?。斷開(kāi)了牽引供電裝置2-4的高壓電。減少了空載損耗。高壓隔離開(kāi)關(guān)2-6，牽引供電裝置2-4供電，牽引供電裝置2-1，檢測(cè)傳感器2-7均采用市售成品，其組合與連接關(guān)系均為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知手段，此處就不再贅述。
[0021]列車電傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理如圖3所示:列車的兩端均設(shè)置有受流裝置3-1，供電母線3-2，交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3，交流同步伺服牽引電機(jī)3-4。動(dòng)力超級(jí)電容箱3-11，電源轉(zhuǎn)換裝置3-8、車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)3-6、車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)超級(jí)電容3-10、車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)蓄電池3-5，控制電源蓄電池，動(dòng)力控制系統(tǒng)3-9。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器地面供電時(shí)750v的直流電源通過(guò)受流裝置3-1傳送到供電母線3-2，給超級(jí)電容模塊3-11充電；電源轉(zhuǎn)換裝置3-8連接到母線上，電源轉(zhuǎn)換裝置3-8將750v的直流電轉(zhuǎn)換成220v和24v的直流電，220v直流電給車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)3-6供電，24v直流電給牽引控制系統(tǒng)3-9供電。交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3接受到牽引控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)指令后，驅(qū)動(dòng)交流同步牽引伺服電機(jī)3-11，使列車加速運(yùn)行。列車啟動(dòng)后地面供電消失。牽引超級(jí)電容3-11自動(dòng)給交流同步伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3-3供電。列車按指令運(yùn)行。環(huán)境系統(tǒng)超級(jí)電容3-10自動(dòng)給環(huán)境控制系統(tǒng)3-6供電?？刂葡到y(tǒng)蓄電池3-7給列車控制系統(tǒng)供電。
[0022]當(dāng)列車需要減速運(yùn)行時(shí)，列車控制系統(tǒng)發(fā)出減速指令，交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3將交流同步伺服電機(jī)3-4轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)運(yùn)行，交流同步伺服電機(jī)3-4產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使列車減速，同時(shí)交流同步伺服電機(jī)3-11產(chǎn)生的電能通過(guò)交流同步伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3-3的控制電路給超級(jí)電容充電，回收電能。充電曲線如圖2中2-5。
[0023]超級(jí)電容箱如圖4所示，包括超級(jí)電容模組4-5、超級(jí)電容模組4-6超級(jí)電容模組4_7超級(jí)電容模組4-8，接觸器4-1、接觸器4-2、接觸器4-3、接觸器4_4。
[0024]交流同步伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3-3的輸出控制口控制了接觸器4-1、接觸器4-2、接觸器4-3、接觸器4-4的通斷，改變了超級(jí)電容模組的串并聯(lián)關(guān)系。滿足不同電壓下超級(jí)電容模組的電流充電。列車在車站內(nèi)或者高速時(shí)制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器的輸出控制口 4-6輸出信號(hào)使接觸器線圈4-1、4-2的得電，接觸器對(duì)應(yīng)觸頭4-1-1、4-1-2、4-2-1閉合。電容模組4-5、超級(jí)電容模組4-6超級(jí)電容模組4-7超級(jí)電容模組4-8串聯(lián)，高壓充電，列車運(yùn)行時(shí)也采用全部串聯(lián)進(jìn)行高壓放電。
[0025]列車減速至中速，伺服牽引電機(jī)輸出電壓降低，為了保證制動(dòng)力和充電可靠。驅(qū)動(dòng)器輸出控制端口 4-6使接觸器線圈4-1斷開(kāi)、4-3閉合接觸器對(duì)應(yīng)觸頭4-3-1、4-3-2、4-2-2、4-2-1閉合，超級(jí)電容模組4-5、超級(jí)電容模組4-6串聯(lián)，電容模組4-7超級(jí)電容模組4_8串聯(lián)，兩路并聯(lián)。
[0026]列車減速至低速，伺服牽引電機(jī)輸出電壓，更進(jìn)一步降低4-14-2斷開(kāi)4-4 4_3閉合，對(duì)應(yīng)觸頭4-3-1、4-3-1、4-3-2、4-3-3、4-3-2、4-3-4，閉合。超級(jí)電容模組4_5、超級(jí)電容模組4-6超級(jí)電容模組4-7超級(jí)電容模組4-8全部并聯(lián)。低壓充電。以上觸頭還可用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件實(shí)現(xiàn)。超級(jí)電容模組及其余的接觸器及連接導(dǎo)線、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件均可采用現(xiàn)有的市售產(chǎn)品，其組合與連接關(guān)系均為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知手段，此處就不再贅述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置，包括牽引供電系統(tǒng)和城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征是:牽引供電系統(tǒng)的隔離開(kāi)關(guān)(2- 6)的輸入端連接三相電網(wǎng)、隔離開(kāi)關(guān)(2- 6)的輸出端連接變壓整流裝置(2-4)的輸入端;變壓整流裝置(2-4)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接牽引供電裝置(2-1);城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)的受流裝置(3-1)通過(guò)母線(3-2)連接電源變換器(3-8)和交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)，交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)連接交流同步伺服牽引電機(jī)(3-4)和動(dòng)力超級(jí)電容箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置，其特征在于:牽引供電裝置(2-1)只在車站及附近的局部路段設(shè)置，車站與車站之間的路段不設(shè)牽引供電裝置(2-l)o3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置，其特征在于:受流裝置(3-1)通過(guò)車內(nèi)供電母線(3-2)、連接電源變換裝置(3-8)和多個(gè)交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3);交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器(3-3)連接交流同步伺服電機(jī)(3-4)和動(dòng)力超級(jí)電容箱(3-11);電源變換裝置(3-8)輸出220v直流電給環(huán)境控制系統(tǒng)(3-6)和蓄電池組(3-5)、環(huán)控超級(jí)電容箱(3-10)，電源變換裝置(3-8)同時(shí)輸出24V直流電給列車運(yùn)行控制系統(tǒng)及蓄電池。
【專利摘要】一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置包括牽引供電系統(tǒng)和城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)的隔離開(kāi)關(guān)2-？6的輸入端連接三相電網(wǎng)、隔離開(kāi)關(guān)2-？6的輸出端連接變壓整流裝置2-4的輸入端；變壓整流裝置2-4的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接牽引供電裝置2-1；牽引供電裝置2-1只在車站及附近的局部路段設(shè)置，車站與車站之間其他路段不設(shè)牽引供電裝置？2-1。城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)的受流裝置3-1通過(guò)車內(nèi)供電母線3-2？連接多個(gè)交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3？、電源變換裝置3-8？；交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3？連接連接交流同步伺服電機(jī)3-4？和動(dòng)力超級(jí)電容箱？3-11。
【IPC分類】B60L9/24, B60L5/18, B60M1/30, B60L5/38, B60M1/13
【公開(kāi)號(hào)】CN205168216
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520825131
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】夏一燕, 夏至靑云
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月24日