[发明专利]轨道车辆的再生制动电能吸收装置和轨道车辆

说明书

技术领域

本发明涉及电路结构技术，尤其涉及一种轨道车辆的再生制动电能吸收装置和轨道车辆。

背景技术

目前轨道交通车辆中，为节约能源需要，车辆的制动可采用再生制动的方式，所谓再生制动指将车辆制动时，牵引电机的电动机工况将转变为发电机工况，将车辆制动的机械能转化为电能，并将该电能反馈给供电电网，反馈给供电电网的电能可提供给相邻运行的车辆使用，或通过储能装置进行存储。

现有的再生制动电能吸收装置主要包括升降压变换器和超级电容，在车辆制动时，由于将有电能反馈给供电电网，如果此时没有相邻运行的车辆吸收这部分电能，供电电网的电压将升高，此时，控制升降压变换器降压，将供电电网的电压转换为对超级电容的充电电压，为超级电容充电，通过超级电容存储制动产生的电能。

现有的这种再生制动装置中通常设置有一台升降压变换器，而升降压变换器为由可控晶闸管、电容、电感和电阻等元件组成的电路，通过控制可控晶闸管的导通或关断实现降压功能，在此过程中，经过升降压变换器变换后的输出电压中并不是平直的，因为超级电容的充电电压会存在较大幅度的波动，因此，影响超级电容的使用寿命。

发明内容

本发明第一方面是提供一种轨道车辆的再生制动电能吸收装置，以在车辆再生制动时，减小为超级电容的充电电压的波动幅度，提高超级电容的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种该轨道车辆的再生制动电能吸收装置，包括：

电压检测单元，用于采集供电电网的输出电压；

第一控制单元，与所述电压检测单元相连，且分别与各升降压变换器中的功率开关管相连，用于在判断获知所述输出电压大于第一预设阈值时，生成对各功率开关管的降压控制信号，所述各降压控制信号频率相同且相互错开第一设定相角；

多个升降压变换器，所述各升降压变换器并联，所述各升降压变换器并联后的输入端用于与供电电网的输出线路相连，且所述各升降压变换器的并联后的输出端与一超级电容相连，所述各升降压变换器中各功率开关管分别在接收到所述各降压控制信号时，依次交错导通第一设定角度，以将供电电网的电压转换为对所述超级电容的充电电压。

本发明第二个方面是提供一种轨道车辆，包括受电弓，所述受电弓用于与供电电网的输出线路接触，所述车辆上设置有本发明提供的再生制动电能吸收装置，所述再生制动电能吸收装置中各升降压变换器并联后的输入端通过所述受电弓与供电电网的输出线路相连。

本发明提供的轨道车辆的再生制动电能吸收装置和轨道车辆，该吸收装置中设置有多个升降压变换器，在车辆处于制动状态时，通过第一控制单元控制各升降压变换器中功率开关管相互错开交替导通，各升降压变换器分别将供电电网电压转换为对超级电容的充电电压，为一种交错并联运行的控制方式，各升降压变换器输出电压的峰值相互交错，各输出电压相互叠加后的电压的波动幅度小，可为超级电容提供稳定的充电电压，因此，可提高超级电容的使用寿命，并且，由于各升降压变换器中的功率开关管交替导通，可相应减小各功率开关管电流应力和热效应，提高整个装置运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的轨道车辆的再生制动电能吸收装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的轨道车辆的再生制动电能吸收装置的结构示意图。

具体实施方式

轨道车辆的再生制动电能吸收装置是一种应用于轨道车辆上的装置，用于吸收车辆制动时反馈给供电电网的电能。

图1为本发明实施例所提供的轨道车辆的再生制动电能吸收装置的结构示意图，如图1所示，该吸收装置包括电压检测单元10、第一控制单元11、多个升降压变换器12和超级电容13。

电压检测单元10，用于采集供电电网的输出电压。

电压检测单元可采用电压传感器、电压表或其他能够测量电压的硬件电路实现，可将电压检测单元连接至供电电网的输出线路中，电压检测单元会实时采集供电电网的输出电压，电压检测单元可通过无线或有线方式与第一控制单元相连，以将采集的输出电压传送给第一控制单元，例如，可通过轨道交通的通信网络将采集的输出电压传送给第一控制单元。

第一控制单元11，与所述电压检测单元10相连，且分别与各升降压变换器12中的功率开关管相连，用于在判断获知所述输出电压大于第一预设阈值时，生成对各功率开关管的降压控制信号，所述各降压控制信号频率相同且相互错开第一设定相角。