[发明专利]一种电动列车的动力控制及转换系统

说明书

本发明提出一种电动列车的动力控制及转换系统，第一节列车内设置有中央控制设备，其余各节列车内均设置有终端设备，中央控制设备和终端设备依次连接；除第一节列车外的其余各节列车还包括：受电弓，用于各节列车从高架线上获取电力；电力转换装置，与受电弓连接，用于进行电压转换，另一端连接有交流电动机；电力转换装置中设置有轻负载再生判定单元，用于判定电力转换装置是否处于轻负载再生状态；辅助电源，与受电弓连接，用于电力转换装置处于轻负载再生状态时通过受电弓获取高架线上的再生电力直流电压并用于终端设备。本发明能够实现有效利用电动列车动力控制系统的再生能源，同时不需要增加蓄电装置，避免成本的增加。

技术领域

本发明属于电动列车技术领域，尤其是一种电动列车的动力控制及转换系统。

背景技术

一般来说，电动汽车通常是由集电装置的架空线路提供电力，电动汽车的交流电动机(AC电动机)由电力转换装置(如逆变器)来驱动。当汽车刹车时，电动汽车产生一定作用力使得交流电机处于电力回充状态。汽车刹车时产生的能量通过高架线提供给附近的列车或其他的高架线路。

通常，在早晨或是晚上的某些情况下，行驶的车辆较少，当车辆刹车后产生的再生能量，周围没有车辆可以消耗，导致架空线上的电压增大，从而使连接到架空线上的各类设备可能会因电压过高而跳闸或是损坏。

因此，安装在电动车辆中的逆变器通过电压检测器来检测架空线的电压或与架空线相对应的电压，例如逆变器装置的输入端的滤波电容电压。当架空线电压或滤波电容器电压增大并超过规定值时，逆变器装置将进行控制，使得再生制动力减小，从而防止电压增大。在这种情况下，需要通过其他的制动器对再生制动产生的能量进行补偿，比如空气制动器，但是因为类似空气制动器是通过将电能转换为热能来消耗能量，所以电能的利用效率很低。有些列车将再生电能暂存在蓄电装置中，当有列车经过时，可以利用所存储的电能，但这种方法需要提供蓄电装置，不可避免的会使得总成本增加。因此，我们希望再生制动力所产生的能量利用率尽可能的增加，同时节约成本。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种电动列车的动力控制及转换系统，通过电力转换装置和轻负载再生判定单元对车辆处于轻负载再生状态或非轻负载再生状态时采用不同的电力消耗模式，实现提高电能的利用效率，降低成本。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种电动列车的动力控制及转换系统，包括：

第一节列车内设置有中央控制设备，其余各节列车内均设置有终端设备，中央控制设备和终端设备依次连接；除第一节列车外的其余各节列车还包括：

受电弓，用于各节列车从高架线上获取电力；

电力转换装置，与受电弓连接，用于进行电压转换，另一端连接有交流电动机；电力转换装置中设置有轻负载再生判定单元，用于判定电力转换装置是否处于轻负载再生状态；

辅助电源，与受电弓连接，用于电力转换装置处于轻负载再生状态时通过受电弓获取高架线上的再生电力直流电压并用于终端设备。

进一步的，本发明的电动列车的动力控制及转换系统，中央控制设备和各终端设备之间通过总线相互连接通信。

进一步的，本发明的电动列车的动力控制及转换系统，终端设备包括压缩机。

进一步的，本发明的电动列车的动力控制及转换系统，受电弓与电力转换装置之间通过滤波电抗器和滤波电容器连接。

进一步的，本发明的电动列车的动力控制及转换系统，辅助电源与受电弓之间通过滤波电抗器和滤波电容器连接。

进一步的，本发明的电动列车的动力控制及转换系统，电力转换装置包括依次连接的逆变器控制单元、逆变器和电压探测器，其中，逆变器控制单元与压缩机连接，逆变器由若干个开关元件组成，电压探测器用于检测滤波电容器两端的电压。