[发明专利]一种适用于多种电源供电的轨道交通车辆主电路

说明书

本发明公开了一种适用于多种电源供电的轨道交通车辆主电路，包括整流斩波单元、逆变单元和双向DC/DC转换单元，所述整流斩波单元的输出端经逆变单元与牵引电机相连，所述整流斩波单元的输入端连接有不同制式的直流电源或不同制式的交流电源，所述逆变单元的输入端经双向DC/DC转换单元与一车载储能单元相连；当所述整流斩波单元的输入端接入交流电源时，所述整流斩波单元处于四象限整流状态；当所述整流斩波单元的输入端接入直流电源时，所述整流斩波单元处于双向DC/DC斩波状态。本发明的轨道交通车辆主电路具有结构简单、输出电源稳定且可适用于不同电源等优点。

技术领域

本发明主要涉及轨道交通技术领域，特指一种适用于多种电源供电的轨道交通车辆主电路。

背景技术

我国轨道交通车辆的供电制式因干线铁路与城市轨道交通而不同，干线铁路采用的是25kV交流供电，而城市轨道交通则是采用的1500V或750V直流供电。随着我国立体化交通的深入发展，轨道交通互联互通的需求越来越强烈，市场需要一种轨道交通车辆能够同时适用于AC25kV、DC1500V与DC750V三种供电制式。

当前社会能源供应持续紧张，作为能源消耗大户的轨道交通行业已开始大力发展节能技术。轨道交通车辆装备车载储能系统能够充分利用车辆电制动产生的再生能量，具备很好的节能效益，是业界一致看好的技术模式。因此，市场也需要轨道交通车辆能够适用于电网与车载储能装置混合供电的模式。

目前国内外业界已成功研制多种电源供电下的轨道交通车辆，包括适用于AC25kV与DC1500V、AC25kV与车载储能装置、DC750V与车载储能装置等。但业界尚未研发任何一种车辆能够同时适用于AC25kV、DC1500V、DC750V与车载储能装置四种电源混合供电。

下面介绍一种能够同时适用于AC25kV与DC1500V两种电源供电的轨道交通车辆主电路，其主电路结构框图如图1。

当轨道交通车辆运行在DC1500V供电区段时，直流电通过直流受电弓受流，电流先流经直流高压电器柜和线路滤波电抗器，连接到逆变单元的中间回路，逆变单元将直流电转化为变频变压（VVVF）的电源供给牵引电机，驱动电机工作，实现整车牵引（或制动）。

当轨道交通车辆运行在AC25kV供电区段时，交流电通过交流受电弓受流，再通过变压器将电压降低，然后经过充电短接单元（每次起动时给中间回路电容充电，正常工作时处于短接状态）给整流器，整流器将交流电转化为直流电，供给与逆变单元并联的中间回路，逆变单元将直流电转化为变频变压（VVVF）的电源供给牵引电机，驱动电机工作，实现整车牵引（或制动）。

AC25kV和DC1500V电源共用中间直流回路，以实现逆变模块和牵引电机在双流制供电模式下的复用。

AC25kV供电回路的电气牵引系统采用：牵引变压器+充电短接单元+四象限脉冲整流器+中间回路+VVVF逆变单元+交流电动机构成的交-直-交电传动系统。

DC1500V供电回路的电气牵引系统采用：直流高压电器柜+线路滤波电抗器+中间回路+VVVF逆变单元+交流电动机构成的直-交电传动系统。

从上述方案可以看出该主电路能够在AC25kV和DC1500V两种电源供电下正常工作，但是其存在一些不足之处，主要如下：

1、该主电路不能同时适用于AC25kV、DC1500V、DC750V、车载储能装置四种电源供电下进行工作，电源适用性不够强，无法完全满足轨道交通线路互联互通的需求。

2、该主电路在AC25kV电源供电模式下因配置了四象限整流器，能够实现中间直流电压的基本稳定，不会因电压较低而影响牵引电机的输出；但是在DC1500V电源供电模式，电网电压与中间电压之间仅有线路滤波器，中间电压将随同网压一起波动，若网压较低则会大幅影响牵引电机的输出。

发明内容