[发明专利]一种双电源受电的机车供电系统及轨道机车

说明书

本发明涉及轨道机车供电技术领域，尤其涉及一种双电源受电的机车供电系统及轨道机车。所述供电系统的供电装置包括蓄电池和超级电容，超级电容连接第一逆变器，经第一逆变器转换为交流电后，经第一变频器连接变频电机；所述蓄电池的第一路输出连接第二逆变器，经第二逆变器转换为交流电后，经第二变频器连接变频电机；蓄电池的第二路输出连接直流变频器，经其转换为直流电后，输出给各直流用电设备；蓄电池的第三路输出经第三逆变器转换为220V交流电后，输出给风源系统和空调系统；控制器用于控制各供电电路的通断以及各变频器的运行参数。相对于纯蓄电池供电系统，该供电系统使用寿命更长、成本更低，更能做到节能环保和安全高效。

技术领域

本发明涉及轨道机车供电技术领域，尤其涉及一种双电源受电的机车供电系统及轨道机车。

背景技术

随着电力资源的日益丰富以及对节能环保的需求，电力机车在轨道交通上的应用越来越广泛。但是，电力机车一般需架线，使用条件受限，而且一旦供电网发生故障，车辆降弓停止运行，机车将不能正常工作，而蓄电池牵引调车，采用纯蓄电池做为机车的供电系统，虽然是不错的选择，但牵引调车一般负载比较大，从目前的蓄电池技术来看，需要大容量的电池才能满足机车牵引使用要求，而且蓄电池普遍存在寿命较短、充电时间长等缺点，增加了更换成本和环境污染问题。因此，超级电容以其强大的储存容量及存储性能受到了关注，在许多大中小型设备中得到了普遍运用。在城市公共交通领域，由于公共交通线路点比较固定，路程一般较短，一般还是采用锂电池为电动汽车供电，超级电容只在车辆启动、停止、刹车、变速时使用。

然而针对大型矿山开采、化工企业、钢铁企业、森林倒运、港口码头、小运转调车作业工况，负载一般都在1000吨-5000吨之间，其机车负载启动时所需电流较大，是正常运行电流的2-3倍，蓄电池长期大电流超负荷使用，严重减少其使用寿命，超级电容特点是可以长期大电流充放电且充电时间很短，对使用寿命影响很小。但是，超级电容放电功率大，所储的电可以在极短的时间内放出来，不具有持续性。在实现轨道机车节能环保、减少蓄电池使用量、增加蓄电池的使用寿命、提高生产效率、节约成本等方面，可充分考虑利用蓄电池和超级电容两种储能方式的优点，将两者结合，开发新的机车供电系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明将蓄电池和超级电容结合，提供了一种双电源受电的机车供电系统，有效减少蓄电池的使用量，延长蓄电池使用寿命，节约机车维护成本。

为实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种双电源受电的机车供电系统，包括供电装置、控制器、电机供电支路、辅助供电支路及风源和空调供电支路，所述供电装置包括蓄电池和超级电容，两者均与充电器连接，用于在电能不足时充电；所述电机供电支路包括变频电机、第一变频器、第二变频器及位于转换柜中的第一逆变器、第二逆变器，所述超级电容连接第一逆变器，经第一逆变器转换为交流电后，经第一变频器连接变频电机，为变频电机提供380V交流电；所述蓄电池的第一路输出连接第二逆变器，经第二逆变器转换为交流电后，经第二变频器连接变频电机，为变频电机提供380V交流电；所述辅助供电支路包括直流变频器及机车内的直流用电设备，蓄电池的第二路输出连接直流变频器，经其转换为直流电后，输出给各直流用电设备；所述风源和空调供电支路包括第三逆变器、风源系统和空调系统，蓄电池的第三路输出经第三逆变器转换为220V交流电后，输出给风源系统和空调系统；控制器用于控制各供电电路的通断以及各变频器的运行参数。

进一步，在超级电容、蓄电池与变频电机的连接线路上设有断路器或继电器，断路器或继电器的控制端与控制器连接，通过控制器控制其开合，实现控制器对电机供电电源的选择。