[实用新型]一种列车自供电电源系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种列车自供电电源系统。

背景技术

随着市场经济的发展，铁路、公路、水路、航空等运输日益发展，四大运输领域的竞争也越来越激烈，铁路货运受到了前所未有的挑战，为适应市场竞争和铁路总公司货运改革的要求，铁路列车车载动态安全监控设备、电子防滑器等被提出。然而，长期以来，由于铁路列车不断拆解编组，机车上的电能无法有效的传送到每节列车上，因此除机车外的其它车厢和转向架普遍没有电源，这一现状导致了列车车载动态安全监控设备、电子防滑器、通讯设备及照明等用电设备不方便被使用。近年来，由于太阳能、风能、蓄电池和其他电源的开发，列车的供电问题将得到逐步解决。

现有的列车车载电源装置有安装蓄电池、太阳能电池、压缩空气发电装置、振动发电装置、风力发电、皮带轮传动轴端发电装置、轴端盘式永磁发电装置、轴端径向发电装置、轴承发电装置等多种方案。安装蓄电池供电的方式操作简单，供电质量好，但由于蓄电池容量有限，不能长期提供安全可靠的电源；太阳能电池受气候和运行时段的影响，不能长期提供安全可靠的电源；压缩空气发电装置是利用列车的气动刹车系统的压缩空气发电，由于气动刹车系统的工作是间断的，且间断时间不确定，这将导致发电量不能满足列车用电设备的需要；振动发电技术受压电材料限制，且输出功率太低，不能满足列车用电设备的需要；恶劣的作业条件限制了风力发电装置在列车上的使用；皮带轮传动轴端发电装置、轴端盘式永磁发电装置、轴端径向发电装置和轴承发电装置均利用列车车轴旋转的机械能转换为电能，其共同特点是由车轴的旋转速度决定发电量，在列车运行过程中可以实现连续发电，能为用电设备提供足够功率的电能。

由于皮带轮传动轴端发电装置、轴端盘式永磁发电装置、轴端径向发电装置和轴承发电装置采用了同步发电机或异步发电机发电，根据发电机的原理，同步发电机或异步发电机发出的电压随着列车运行速度的变化而变化，且电压的频率也是变化的，因此，发电机发出的电能不能直接被用电设备使用，为了给列车用电负载提供安全可靠的电源，发电机发出的电能必须经过一系列的变换才能被负载使用。

综上所述，如何能够利用列车车轴的机械能发电，实现对列车(尤其对货运列车)长时间提供稳定、可靠的电源是列车电源系统领域亟待解决的技术问题。

因此，有必要设计一种列车自供电电源系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种列车自供电电源系统，该列车自供电电源系统结构紧凑，易于实施，无需外接电源即可为列车的负载供电。

实用新型的技术解决方案如下：

一种列车自供电电源系统，包括控制器、蓄电池和至少一条自发电供电支路；每一条自发电供电支路包括依次串联的发电模块、整流器和DC/DC变换单元；发电模块与车轴相连，由车轴的驱动产生交流电；

DC/DC变换单元的输出端和蓄电池均与直流母线相接；

直流母线为控制器供电；

DC/DC变换单元受控于控制器。

自发电供电支路为多条；多条自发电供电支路的输出端与直流母线相连；多条自发电供电支路的发电模块分别对应与多个不同的车轴相连。

直流母线为24V直流母线。

直流母线还接有DC/DCO变换单元；DC/DCO变换单元用于输出5V和12V电压；DC/DCO变换单元为直流/直流变换输出单元。输出5V电压可以采用7805芯片，或采用ME6119A5.0PG芯片，或采用如图3所述的电路。

蓄电池通过充/放电双向切换模块与直流母线相连。

所述的列车自供电电源系统还包括控制器启动电源控制电路；控制器启动电源控制电路受控于控制器且用于为控制器供电；控制器启动电源控制电路由某一条自发电供电支路的整流器的输出端Ud1供电。

控制器启动电源控制电路包括接触器KM、晶闸管SCR、NPN型的三极管T和稳压二极管DZ；

各器件的连接关系如下：

(1)直流母线经接触器KM的线圈接晶闸管SCR的阳极，晶闸管SCR阴极接地；晶闸管SCR的触发端接控制器的一个输出端口；