[实用新型]一种有轨电车大功率充电设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于新型超级电容的有轨电车大功率充电设备。 

背景技术

随着城市轨道交通及新型储能器件超级电容技术的发展，以超级电容储能有轨汽车为代表的新一代节能与环保有轨电车是城市轨道交通发展的必然趋势已经成为普遍共识。充电设备为有轨电车的超级电容储能装置提供能量补给，是新型有轨电车的重要基础支撑系统。大功率充电技术的发展对有轨电车的发展具有决定性的影响。 

有轨电车使用电力驱动属于绿色交通，现有有轨电车主要采取架空线网提供电力，但是供电的架空线网在一些特定的环境对景观带来影响、在线路规划时受到制约。新型的超级电容有轨电车采取无架空线网供电方案，通过车载超级储能装置为有轨电车提供能量；在有轨电车线路上各车站设置充电设备，利用有轨电车停站乘客上下车时间，通过充电设备为车载超级电容储能装置提供快速充电，因此需要充电功率大、充电时间短的有轨电车大功率充电设备。 

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种基于新型超级电容的有轨电车大功率充电设备，采用可控整流及DC/DC变换技术、通过恒流、恒功等充电模式为新型超级电容有轨电车提供快速充电，提供能量补给。 

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案： 

一种基于新型超级电容的有轨电车大功率充电设备，该有轨电车大功率充电设备包括：整流变压器、充电装置柜、输出隔离柜、主控制系统及车辆位置监测装置，所述整流变压器、充电装置柜和输出隔离柜依次电连接，其中，整流变压器用于把从高压供电网输入的交流电压变换为适用于充电装置柜的输入电压；充电装置柜包括N组整流充电功率单元(21、22、……、2N)，这些整流充电功率单元并联连接并且与输出隔离柜(3) 连接，其中，N≥1，每个整流充电功率单元(21、22、……、2N)由保护电路(211)、功率电路(212)和控制系统(213)组成；输出隔离柜用于把充电装置柜产生的充电电流或充电功率输出至有轨电车以及实现有轨电车上、下行充电切换；所述主控制系统分别与整流变压器、充电装置柜、输出隔离柜和车辆位置监测装置信号连接和通讯连接，包括可编程逻辑控制器PLC(41)和主控板(42)，PLC(41)与主控板(42)通讯连接，其中，主控板(42)用于采集车载超级电容储能装置状态信息及车辆位置监测装置信息并进行逻辑判定计算、然后经由PLC(41)向输出隔离柜(3)发送开通与关断开关信号以便向有轨电车上的车载超级电容储能装置进行充电。该充电设备的主控制系统根据采集到的车载超级电容储能装置的状态信息，自动调整相适应的充电电流或充电功率。 

在本实用新型中，整流变压器的初级绕组接高压公用电网，该变压器的次级绕组有N组三相交流输出绕组，每组绕组的三相交流输出至相应的充电装置柜内整流充电单元为整流充电单元提供交流电源。 

优选地，整流充电功率单元的功率电路包括依次电连接的预充电及输入开关、三相全桥PWM整流器、中间级三相交错关联DC/DC电路和后级三相交错并联DC/DC电路，其中，每级DC/DC电路均采用M相交错关联DC/DC电路，其中，M≥2。 

优选地，三相全桥PWM整流器用于把从整流变压器输入的电压通过PWM整流控制而产生适合于中间级三相交错并联DC/DC电路的输入电压，该中间级三相交错并联DC/DC电路用于把从三相全桥PWM整流器产生的输出电压变换成后级三相交错并联DC/DC电路所需的输入电压，该后级三相交错并联DC/DC电路用于通过恒流或恒功控制来输出车载超级电容储能装置所需的充电电流或充电功率，其中，中间级M相交错并联DC/DC电路用于控制输出合适的充电电压，后级M相交错并联DC/DC电路用于控制输出所需的充电电流或充电功率。 

优选地，输出隔离柜包括两路输出隔离电路，每路均采用电子开关与电动机械开关结合的方式，实现快速充电输出及有轨电车上、下行充电切换，其中，每路输出隔离电路由电子开关与电动机械开关、继电保护电路和车载超级电容运行状态检测电路连接组成，各路输出隔离电路之间设置电气互锁，每路输出隔离电路把充电装置柜产生的充电电流或充电功率输出至充电接触网为有轨电车车载超级电容提供充电能量补给。 

优选地，充电设备和有轨电车分别配有彼此通讯的无线通讯装置，用于将充电设备 的状态信息发送到上一站即将离站有轨电车的无线通讯装置接收显示端上，以使车上操作人员能随时掌握下一个站台的充电设备的状态信息。