[实用新型]混合动力轨道车电气系统

说明书

本实用新型公开了一种混合动力轨道车电气系统，包括：主辅一体变流器、发动机、发电机、动力电池、斩波电抗器及牵引电机。主辅一体变流器包括依次相连的整流模块、第一桥臂、中间直流环节、牵引逆变模块，连接至中间直流环节的辅助逆变模块，以及与辅助逆变模块相连的隔离输出模块。发动机连接至发电机，发电机再连接至整流模块。动力电池一端通过斩波电抗器连接至第一桥臂两个相互串联的开关管之间，另一端与中间直流环节共地连接。牵引电机与牵引逆变模块相连。本实用新型能解决现有电气系统采用不可控整流，无法调节中间直流电压大小，接触网和发动机组不能同时供电，无法适应无接触网环境及高原环境下发动机降功运行导致动力不足的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及轨道工程电气技术领域，尤其涉及一种“内燃+动力电池”混合动力轨道车电气系统。

背景技术

目前，我国高速铁路已全面推广，新建大量长大隧道，然而现存的大量铁路轨道车均采用内燃机为动力，在隧道施工作业时柴油发动机组排放的废气短时间内不易扩散，使得作业现场能见度和空气质量较差，这严重影响到施工人员的安全、健康和作业效率，而且存在较大的安全隐患。现有的内燃轨道车电气系统主要存在以下不足：

1)传统内燃轨道车动力系统采用液力(液压)传动方式，存在液压器件老化后存在液压油泄漏，检修环境差、强度高等技术问题；

2)隧道作业排放的大量废气不易扩散，严重危及到作业人员安全、健康及作业效率；

3)长大坡道采用传统闸瓦制动，检修成本高，且车辆制动效能不良或失效率高,极易造成车辆失控,给行车带来安全隐患。

在现有技术中，与本发明较为相关的技术方案主要有：

现有技术1为本申请人与中国铁路总公司于2017年09月20日申请，并于2018年01月09日公开，公开号为CN107554299A的中国发明申请。该发明公开了一种铁路工程机械混合动力源系统，包括：混合动力源，及与混合动力源相连的变流器，混合动力源包括主动力源和辅助动力源，来自于主动力源或辅助动力源的电能经变流器变换与处理后转换为整车用电设备需要的电能。当与接触网的电连接导通且接触网持续供电时，通过接触网动力源为整车用电设备供电。当与接触网的电连接断开或接触网不能持续供电时，通过辅助动力源为整车用电设备供电。当需要在两种动力源之间进行切换时，主动力源和辅助动力源在切换过程中同时为整车用电设备供电，被替换的动力源在切换结束后退出供电。该发明能够解决现有铁路工程机械内燃液力动力方式维护复杂、存在液压油泄漏可能、环境污染严重的技术问题。

现有技术2为本申请人与中国铁路总公司于2017年09月20日申请，并于2018年01月09日公开，公开号为CN107554308A的中国发明申请。该发明公开了一种铁路工程机械混合动力源切换系统，包括：混合动力源，及与混合动力源相连的变流器，混合动力源包括接触网供电模块和内燃供电模块，来自于接触网供电模块或内燃供电模块的电能经变流器变换与处理后转换为牵引电机需要的电能。当与接触网的电连接导通且接触网持续供电时，通过接触网供电模块为牵引电机供电。当与接触网的电连接断开或接触网不能持续供电时，通过内燃供电模块为牵引电机供电。当需要在两种供电模块之间进行切换时，接触网供电模块和内燃供电模块在切换过程中同时为牵引电机供电，被替换的供电模块在切换结束后退出供电。该发明能够解决两种动力源切换时，保证作业机构能够连续作业且无冲击的技术问题。

然而，现有技术1和2均采用接触网+发动机组双动力供电，电路拓扑结构采用不可控整流而无法调节中间直流电压大小，存在接触网和发动机组无法同时提供电能，无法适应高原环境下发动机降功动力不足的情况，也无法应用在没有接触网的环境(如进行隧道施工或是进行线路接触网检修)下的技术缺陷。同时，现有电气系统的主电路采用不可控整流只能输出固定电压，而发电机产生的电压存在波动，不同转速输出的电压不同，导致无法稳定电压输出，因此无法实现混合供电的稳定动力分配。

实用新型内容