[发明专利]车载供电系统

说明书

本发明提供一种用于磁悬浮列车的车厢中的车载供电系统，车载供电系统为车厢的车载用电设备供电，磁悬浮列车的每一节车厢中分别具有车载供电系统，车载供电系统包括：电源装置；N个车载电网，其中N为2以上正整数；车厢电能存储装置；和开关装置；并且每一个车载电网分别连接至电源装置和车载用电设备，以将电源装置输出的电能供给至车载用电设备；开关装置用于控制车厢电能存储装置与N个车载电网的电连接。通过为每一车厢单独设置车厢电能存储装置，并且设置开关装置控制车厢电能存储装置与各个车载电网的电连接，能够保障各个电网在冗余供电模式下的独立性，一个或多个电网故障后采取的供电措施不会导致整个供电系统失效。

技术领域

本发明涉及列车车载供电系统，特别地涉及高速磁浮列车车载供电系统。

背景技术

悬浮、导向和涡流制动功能是常导高速磁浮列车最基本的三大安全功能，为这三大功能设计安全的供电系统尤为重要。常导高速磁浮列车通过电磁力实现悬浮，列车运行时，通过嵌在悬浮磁铁中的发电线圈感应定子磁通变化给列车供电(低速时，供电能力不足，需车载蓄电池或其它供电方式提供足够电能)；也就是说，悬浮电磁场同时也是发电线圈能供电的先决条件。当供电系统出现故障(如蓄电池)无法为悬浮系统供电时，悬浮电磁场无法建立，发电线圈也就无法供电，将导致磁浮列车掉落，在高速行驶过程中这将导致重大的人身安全事故及财产损失。

传统的各种轨道交通工具配电方式通常是主电源-短路保护装置-汇流装置-用电负载，并且附加应急配电网络以应对前述主配电网络故障的问题，这种其配电方式要求有长期接触式的供电线路或带传动装置的发电机供电。因此在高速磁浮列车中，不采用长期接触式的供电线路。德国TR08、TR09磁浮列车采用冗余的多电网实现安全的供电系统，其中每节车有4个完全独立的直流440V电网；每个电网均有连接可控的440V蓄电池作为缓冲；每个电网均有多个独立的440V基本供电单元；每个440V基本供电单元与电网之间均串联去耦二极管；悬浮控制器按一定的分配规则从4个440V电网取电，保证一个电网失效后剩余悬浮力可以维持列车继续运行。

上述方案的不利之处在于：

一个电网失效后，列车虽然可以继续运行，但是运行质量和安全性能明显下降，主要是悬浮和导向的间隙控制误差增大、承载能力降低、车身稳定性下降等。

为解决上述问题，中国专利CN1234556C提供了一种常导高速磁悬浮车辆的电源装置，包括发电装置和供电装置，如图1所示，其发电装置如下：

①每一直线发电绕组Gi由分别位于5个相邻悬浮磁极上的发电线圈正向串联而成，其中i＝l、2、3、4；

②与每一直线发电绕组Gi对应的变流器Hi以发电绕组Gi的输出作为输入，通过斩波控制的方式，使输出电压保持稳定地输往相应的车载电网Ni；

③每套车载电网Ni设有相对应的蓄电池Bi；

④每节车设有4套车载电网Nl、N2、N3、N4，该4套车载电网还设有二个互为冗余的实时高速并网电路ASNC-1和ASNC-2；

⑤每一套车载电网Ni的8个变流器Hi通过输出二极管隔离后合并，与相应的蓄电池Bi构成浮充关系。所述变流器Hi的正端集成有一正向二极管。

其供电装置如下：

①同一悬浮架对应的两个悬浮电磁铁和两个导向电磁铁的控制单元的电源取自不同的电网；

②每个涡流制动电磁铁分为4个控制单元，将涡流制动控制的8个单元分为4组，其电源分别取自上述4个电网Ni。

其中，CN1234556C所公开的实时高速并网电路ASNC-1和ASNC-2互为冗余体系结构。在Nl、N2、N3和N4工作正常的条件下，它们独立地向各自的负载供电。在某一个电网失效后，如果失效条件许可的话，ASNC-1或ASNC-2将把另三个电网合并，向失效的电网供电，这样确保全部的用电负载仍然可以正常工作。