[发明专利]采用统一电压输出及双向DC/DC模块的双能源机车

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通电气传动技术领域，尤其是一种采用统一电压输出及双向DC/DC模块的双能源机车。

背景技术

电力蓄电池双能源工程车具有低噪音、零排放等绿色环保的优点，近几年作为蓬勃发展的轨道交通的一个极具发展的新型车种，来替代大量的内燃调车型机车，我国在该车型研发应用已达到世界先进水平。

现有车型设计中存在一些缺陷，电力蓄电池双能源车存在两种工作电压1500V（架线供电）和800V（蓄电池供电），而且差距甚大。这对于变流器、电机设计容量、额定频率，效率优化非常不利。整车系统在电网供电时，容积功率比较浪费，而在蓄电池供电时容积功率发挥不足。变流器、电机热容量浪费严重，而且变流器输入电压差别大，影响输出电压波形，严重影响该车型设备优化设计和使用效率。

发明内容

为了克服现有的上述的不足，本发明提供了一种采用统一电压输出及双向DCDC模块的电力蓄电池双能源机车。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用统一电压输出及双向DC/DC模块的双能源机车，包括1500V电源和800V电源，1500V电源正极依次连接熔断器、接触器、第一电流互感器和高速断路器，1500V电源负极连接第二电流互感器，800V电源正极依次连接电池隔离开关、第三电流互感器、电感L1、第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2（T2，D2）、第一电流互感器和高速断路器，800V电源负极连接第二电流互感器，第三电流互感器和电感L1之间并联有第一电压互感器，电感L1和第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2（T2，D2）之间并联有第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1（T1，D1），第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2（T2，D2）和第一电流互感器之间依次并联有电容C和第二电压互感器。

本发明的有益效果是，双向DC/DC电路是近来应用日益广泛的电子电路系统，我们通过采用一套双向DC/DC电路后克服了双电压对变流器、电机设计带来的设计功率大，效率低，逆变波形畸变等缺点，而且元件，体积不增加（与原来元件数量相同），而变流器功率降低一半即成本大大降低，电机成本，体积相应降低，具有技术先进，性能优化，产品升级的推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理图。

图中1.1500V电源，2.800V电源，3.熔断器，4.接触器，5.第一电流互感器，6.高速断路器，7.第二电流互感器,8.电池隔离开关，9.第三电流互感器，10.第一电压互感器，11.第二电压互感器。

具体实施方式

如图1是本发明的结构示意图，一种采用统一电压输出及双向DC/DC模块的双能源机车，包括1500V电源1和800V电源2，1500V电源1正极依次连接熔断器3、接触器4、第一电流互感器5和高速断路器6，1500V电源负极连接第二电流互感器7，800V电源2正极依次连接电池隔离开关8、第三电流互感器9、电感L1、第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2（T2，D2）、第一电流互感器5和高速断路器6，800V电源2负极连接第二电流互感器7，第三电流互感器9和电感L1之间并联有第一电压互感器10，电感L1和第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2（T2，D2）之间并联有第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1（T1，D1），第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2（T2，D2）和第一电流互感器5之间依次并联有电容C和第二电压互感器11。

工作原理：

在接触网工作时：

1500V供电给牵引变流器，并向牵引蓄电池充电。此时双向DC/DC处于降压状态（Buck）：T1关断，T2按占空比进行开、关工作。T2导通时Uc通过L1，T2，蓄电池形成回路，L1储能；T2截止时，L1通过D1，蓄电池形成放电回路，T2不断导通，截止，Ub产生低于UC的电压，幅值由T2的占空比，并使U_B按照各种蓄电池充电电压电流要求及变化，对蓄电池进行恒压，恒流或浮充充电；

当无接触网电压时，则蓄电池输出供电：

双向DC/DC处于升压状态（Boost）：T2关断，T1交替导通截止。T1导通时，电源Ub通过T1给电感L1充电。然后T1截止，L1通过D2对电容C充电，使电容C电压高于蓄电池电压Ub，T1不断导通，截止，并控制导通比，使U_C恒定保持在1500V。这样就保证了牵引变流器始终工作在1500V电压，牵引电机也工作在相应额定电压的工作状态。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。