阅读说明：本技术 一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置 (Bidirectional traction rectifying device for urban rail transit ) 是由 戴维 舒观澜 于 2020-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置,包括牵引电机,以及能量回收装置、二级直流变换电路和储能电源,能量回收装置、二级直流变换电路和储能电源依次连接,牵引电机和能量回收装置均连接至车辆的动力系统,储能电源连接至车载低压用电系统的输入端。与现有技术相比,本发明储能电源连接至车载低压用电系统的输入端,而不是回馈给电网,这种方式下,降低了因为电源变换导致的能量消耗,从而使得回收到的能量可以最大化利用。(The invention relates to a bidirectional traction rectifying device for urban rail transit, which comprises a traction motor, an energy recovery device, a secondary direct-current conversion circuit and an energy storage power supply, wherein the energy recovery device, the secondary direct-current conversion circuit and the energy storage power supply are sequentially connected, the traction motor and the energy recovery device are both connected to a power system of a vehicle, and the energy storage power supply is connected to the input end of a vehicle-mounted low-voltage power system. Compared with the prior art, the energy storage power supply is connected to the input end of the vehicle-mounted low-voltage power utilization system instead of being fed back to the power grid, and in this way, the energy consumption caused by power supply conversion is reduced, so that the recovered energy can be utilized to the maximum extent.)

一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置

技术领域

本发明涉及轨道交通牵引系统，尤其是涉及一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置。

背景技术

轨道交通车辆的八大系统中，牵引系统是车辆动力的关键系统，列车的运行是一来牵引系统运行的，轨道交通领域一般采用惰行方式来节约能源，但是惰行方式下，会造成平均运行速度的降低，从而降低实效性。对此，一些现有技术制动的电能进行回收，显然可以解决无惰性工况下的能量损耗，从而提高整体的列车运行效率。但是一般的能量回馈技术采用的是直接将电能返回至电网，因此会受到列车的运行时刻表的限制。

为了解决以上问题，中国专利CN209233490U公开了一种混合型轨道交通制动能量回馈设备，包括用于在制动过程中回收电能的能量回收装置，该能量回收装置的输出端连接至用于为轨道交通车辆供电的电网，设备还包括第一直流变换电路、第一逆变器、第二直流变换电路和储能元件，第一直流变换电路和第一逆变器串联并设于能量回收装置和电网之间，且第一直流变换电路的输入端连接至能量回收装置，输出端分别连接至第二直流变换电路的输入端和第一逆变器的输入端，第一逆变器的输出端连接至电网，第二直流变换电路的输出端连接至储能元件。其通过储能元件的方式，除了直接回馈电网方式外，还可以通过储能元件的方式进行储存，从而解决了原有单一回馈电网方式导致的收到列车运营时刻表约束的问题。

但是在实际的应用过程中，将储能元件中的电能需要再次逆变、升压、整流才可以应用于列车的牵引，这种方式导致大量的能量浪费，而列车的其他用电设备则需要对来自于线路的电力进行逆变、降压、整流进行应用，也导致了大量的能量浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置，储能电源连接至车载低压用电系统的输入端，而不是回馈给电网，这种方式下，降低了因为电源变换导致的能量消耗，从而使得回收到的能量可以最大化利用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置，包括牵引电机，以及能量回收装置、二级直流变换电路和储能电源，所述能量回收装置、二级直流变换电路和储能电源依次连接，所述牵引电机和能量回收装置均连接至车辆的动力系统，所述储能电源连接至车载低压用电系统的输入端。

所述储能电源为锂电池。

所述储能电源包括锂电池和超级电容，所述锂电池连接至车载低压供电电路的输入端，所述超级电容通过反馈电路连接至电网。

所述储能电源包括锂电池和镍氢电池，所述锂电池连接至车载低压供电电路的输入端，所述镍氢电池通过反馈电路连接至电网。

所述二级直流变换电路包括依次连接的第一直流变换电路和第二直流变换电路，所述第一直流变换电路的输入端连接至能量回收装置，所述第二直流变换电路的输出端连接至储能电源。

所述车载低压用电系统包括低压供电线路、LED灯和播放设备，所述低压供电线路的输入端与储能电源连接，输出端连接至LED灯和播放设备。

所述播放设备为平板电脑。

所述二级直流变换电路和储能电源之间还设有滤波器。

所述锂电池为磷酸铁锂电池。

所述车载低压用电系统还包括4G路由器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)储能电源连接至车载低压用电系统的输入端，而不是回馈给电网，这种方式下，降低了因为电源变换导致的能量消耗，从而使得回收到的能量可以最大化利用。

2)车载低压用电系统包含了LED灯和播放设备，可以满足PIS系统的主要用电设备的用电需求。

3)通过4G路由器，可以实现车内乘客的上网需求，并降低通信信号的干扰。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为车载低压用电系统的示意图；

其中：1、牵引电机，2、动力系统，3、车载低压用电系统，4、能量回收装置，5、二级直流变换电路，6、储能电源，31、LED灯，32、播放设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种用于城市轨道交通的双向牵引整流装置，如图1所示，包括牵引电机，以及能量回收装置、二级直流变换电路和储能电源，能量回收装置、二级直流变换电路和储能电源依次连接，牵引电机和能量回收装置均连接至车辆的动力系统，储能电源连接至车载低压用电系统的输入端。

而本实施例中，储能电源为锂电池，例如为为磷酸铁锂电池，经过试验，在列车发车间隔在3分钟及以内时，储能电源回收的电能可以完全被车载低压用电系统消耗，因此这种方式物料成本最低，且能量里利用率最高。

当然在本申请的另一个实施例中，储能电源包括锂电池和超级电容，锂电池连接至车载低压供电电路的输入端，超级电容通过反馈电路连接至电网。

或者在本申请的又一个实施例中，储能电源包括锂电池和镍氢电池，锂电池连接至车载低压供电电路的输入端，镍氢电池通过反馈电路连接至电网。

二级直流变换电路包括依次连接的第一直流变换电路和第二直流变换电路，第一直流变换电路的输入端连接至能量回收装置，第二直流变换电路的输出端连接至储能电源。由于本申请对于此部分相比于现有技术没有改进，因此不再赘述。

如图2所示，车载低压用电系统包括低压供电线路、LED灯和播放设备，低压供电线路的输入端与储能电源连接，输出端连接至LED灯和播放设备，播放设备为平板电脑。基本包含了PIS系统的主要耗电设备。

二级直流变换电路和储能电源之间还设有滤波器，可以提高电能质量，

车载低压用电系统还包括4G路由器，从而可以提供WiFi上网服务，降低手机设备发射的4G信号辐射，从而降低对于列车通信的干扰。