一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，包括授電器、牽引變壓器、IGBT整流電路、接入切換單元、IGBT雙向逆變器、系統(tǒng)控制器、用電變換單元、儲(chǔ)能斬波單元，授電器一端與鐵路牽引電源相連接，另一端通過接觸器與牽引變壓器輸入側(cè)相連接，牽引變壓器輸出側(cè)與整流電路連接，接入切換單元分別與整流電路、儲(chǔ)能斬波單元、系統(tǒng)控制器、AC220V用電器連接，接入切換單元的一路與雙向逆變器、用電變換電源相連。優(yōu)點(diǎn)是：多功能、機(jī)動(dòng)、靈活，可提供和應(yīng)對(duì)各種工作現(xiàn)場、災(zāi)害等電力供應(yīng)而專門創(chuàng)新設(shè)計(jì)的車載式移動(dòng)電站，還作為應(yīng)急電源使用；儲(chǔ)能鋰電池除用鐵路牽引電源充電，還可使用外接電源充電。
【專利說明】—種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)電源車，尤其涉及一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)電源車是為提供和應(yīng)對(duì)各種工作現(xiàn)場、災(zāi)害、應(yīng)急等電力供應(yīng)而專門設(shè)計(jì)的車載式移動(dòng)電站，其特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)、靈活。除提供移動(dòng)電源外，還能隨車帶一定工作人員、工作設(shè)備和工具等，完成現(xiàn)場作業(yè)，能滿足各類用戶的多種作業(yè)要求。
[0003]目前移動(dòng)電源車，多是采用柴油發(fā)電機(jī)供電，這是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案。但是它必須攜代大量柴油，在發(fā)電的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲和汚染。這在醫(yī)院和某些軍亊場合是不允許的。
[0004]當(dāng)前，由于新能源和電動(dòng)車的快速發(fā)展，各種儲(chǔ)能電池相繼上市，為移動(dòng)電源車提供了新的發(fā)展機(jī)遇。其充電電源也多種多樣，最常用的有:AC380V、AC220V和DC110V。而鐵路牽引電源一單相25kV?27.5 kV可沿鐵路線使用，如能利用鐵路牽引電源，對(duì)部隊(duì)換防、拉練、野外施工都是一個(gè)新的創(chuàng)新應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，利用鐵路牽弓I電源供電，滿足AC380V、AC220V和DCl IOV供電需要。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，包括授電器、牽引變壓器、IGBT整流電路、接入切換單元、IGBT雙向逆變器、系統(tǒng)控制器、用電變換單元、儲(chǔ)能斬波單元、儲(chǔ)能鋰電池組、電池均衡器，授電器一端與鐵路牽引電源相連接，另一端通過接觸器與牽引變壓器輸入側(cè)相連接，牽引變壓器輸出側(cè)與IGBT整流電路連接，接入切換單元分別與IGBT整流電路、儲(chǔ)能斬波單元、系統(tǒng)控制器、AC220V用電器連接，接入切換單元的一路依次與IGBT雙向逆變器、用電變換電源相連；用電變換單元外接220V電源、AC220V用電器、DCllOV用電器、AC380V用電器；
[0008]授電器接收的25-27.5kV鐵路牽引電源經(jīng)牽引變壓器降壓，通過IGBT整流電路整流，依次經(jīng)過接入切換單元、IGBT雙向逆變器到用電變換單元，提供AC380V、AC220V、DCllOV電源；通過IGBT整流電路整流，經(jīng)接入切換單元、儲(chǔ)能斬波單元為儲(chǔ)能鋰電池組充電；外接AC220V電源經(jīng)接入切換單元的整流電路整流，儲(chǔ)能斬波單元為儲(chǔ)能鋰電池組充電；儲(chǔ)能后的鋰電池組通過儲(chǔ)能斬波單元、接入切換單元與雙向逆變器相通，由雙向逆變器與用電變換單元連接，利用鋰電池組中的電能為用電器供電；
[0009]所述的系統(tǒng)控制器中的系統(tǒng)電腦通過Profibus-DP和Modbus現(xiàn)場總線分別與儲(chǔ)能斬波單元、電池均衡器、電池溫度檢測(cè)單元、IGBT整流電路、用電變換單元、IGBT雙向逆變器相連接。[0010]所述的接入切換單元包括開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4，直流降壓電路、整流電路，由操作控制器控制開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4的開閉，接入切換單元內(nèi)連接有直流降壓電路、整流電路；
[0011]當(dāng)QFl閉合，QF3、QF2和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF11、QF12分別與控制接點(diǎn)QF13、QF14連通，IGBT整流電路與IGBT雙向逆變器相通；
[0012]當(dāng)QF2閉合，QFU QF3和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF11、QF12分別與控制接點(diǎn)QF31、QF32連通，IGBT整流電路經(jīng)直流降壓電路降壓與儲(chǔ)能斬波單元相通；
[0013]當(dāng)QF4閉合，QFU QF2和QF3打開時(shí)控制接點(diǎn)QF41、QF42分別與控制接點(diǎn)QF31、QF32連通，外接AC220V電源經(jīng)整流電路整流與儲(chǔ)能斬波單元相通，為儲(chǔ)能鋰電池組充電；
[0014]當(dāng)QF3閉合，QFU QF2和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF31、QF32分別與控制接點(diǎn)QF13、QF14連通，儲(chǔ)能斬波單元與雙向逆變器相通，利用鋰電池組中的電能為用電器供電；
[0015]所述的操作控制器包括嵌入式微電腦、鍵盤、IXD顯示屏、USB接口、RS-485接口，嵌入式微電腦的開關(guān)量開入端與開關(guān)量開出驅(qū)動(dòng)單元連接，通過RS-485接口輸出指令操作開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4的開閉。
[0016]所述的IGBT雙向逆變器包括電壓變換電路、逆變器、濾波器及雙向逆變器控制器，電壓變換電路的輸入信號(hào)取自接入切換單元的QFl閉合，經(jīng)QF13、Q14接雙向逆變器，接觸器K合上時(shí)，此時(shí)開關(guān)管T7截止，由開關(guān)管Tl、T2、T3、T4、T5、T6和電容C2組成的逆變器轉(zhuǎn)化成三相交流電，由電感L2、L3和電容C3組成的濾波器濾波后經(jīng)輸出端A、B、C輸出至用電變換單元。
[0017]所述電池溫度檢測(cè)單元中溫度變送器Tn發(fā)出的溫度信號(hào)輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測(cè)并與系統(tǒng)控制器通訊；
[0018]所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器由信號(hào)接入單元、信號(hào)變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦依次連接組成，嵌入式微電腦設(shè)有現(xiàn)場總線接口與工控機(jī)通信，信號(hào)接入單元、信號(hào)變換單元和隔離放大單元的選通信號(hào)均來自嵌入式微電腦，嵌入式微電腦根據(jù)工控機(jī)指令控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采集器的運(yùn)作。
[0019]所述的用電變換單元包括開關(guān)ACK2、ACK3、ACK4、ACK5，操作控制器、整流電路以及變壓器TR2，由操作控制器控制開關(guān)ACK2、ACK3、ACK4和ACK5的開閉；當(dāng)ACK2關(guān)閉，且ACK3、ACK4和ACK5打開時(shí)，提供AC380V電源；當(dāng)ACK2和ACK5關(guān)閉、ACK3和ACK4打開時(shí)，電流依次經(jīng)變壓器TR2變壓，整流電路整流，控制接點(diǎn)QF51、QF52提供DCllOV電源；當(dāng)ACK2和ACK4關(guān)閉、ACK3和ACK5打開時(shí)，電流經(jīng)變壓器TR2變壓，控制接點(diǎn)QF41、QF42提供AC220V電源；當(dāng)ACK3關(guān)閉，且ACK2、ACK4和ACK5打開時(shí)，由外接電源給控制接點(diǎn)QF41、QF42提供AC220V 電源。
[0020]所述的牽引變壓器通過接地線與鐵軌連接，進(jìn)而接地。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0022]本實(shí)用新型由汽車牽引的移動(dòng)式電源車，它和用電拖車一起安放在電氣化機(jī)車的火車廂上，通過彈性授電器接取鐵路牽引25-27.5kV單相電源，經(jīng)過變壓、整流、逆變成3相交流380V和交流220V及直流IlOV電源。如部隊(duì)行軍雷達(dá)、通訊、做飯、取暖等車載移動(dòng)用電，避免使用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)的噪聲和煙氣暴露目標(biāo)，又不用攜帶大量柴油；在無鐵路牽引電源情況下，可采用儲(chǔ)能逆變電源供電；本移動(dòng)電源車可提供和應(yīng)對(duì)各種工作現(xiàn)場、災(zāi)害等電力供應(yīng)而專門創(chuàng)新設(shè)計(jì)的車載式移動(dòng)電站，也可作為應(yīng)急電源(EPS)使用，移動(dòng)電源車(汽車托動(dòng))可載人、設(shè)備和工具等；移動(dòng)電源車中的儲(chǔ)能鋰電池除用鐵路牽引電源充電，還可使用外接AC220V電源充電；其特點(diǎn)是多功能、機(jī)動(dòng)、靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車的原理圖。
[0025]圖3是圖2中系統(tǒng)控制器原理圖。
[0026]圖4是圖2中接入切換單元原理圖。
[0027]圖5是圖4中操作控制器原理圖。
[0028]圖6是圖2中雙向逆變器原理圖。
[0029]圖7是圖2中儲(chǔ)能斬波單元原理圖。
[0030]圖8是圖2中電池均衡器原理圖。
[0031 ]圖9是儲(chǔ)能鋰電池1-8測(cè)溫接線圖。
[0032]圖10是儲(chǔ)能鋰電池9-16測(cè)溫接線圖。
[0033]圖11是圖8中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器原理圖。
[0034]圖12是圖2中用電變換單元原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本實(shí)用新型的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
[0036]見圖2，移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，包括授電器3、牽引變壓器、IGBT整流電路、接入切換單元、IGBT雙向逆變器、系統(tǒng)控制器、用電變換單元、儲(chǔ)能斬波單元、儲(chǔ)能鋰電池組、電池均衡器，授電器3—端與鐵路牽引電源相連接，另一端通過接觸器與牽引變壓器輸入側(cè)相連接，牽引變壓器輸出側(cè)與IGBT整流電路連接，接入切換單元分別與IGBT整流電路、儲(chǔ)能斬波單元、系統(tǒng)控制器、AC220V用電器連接，接入切換單元的一路依次與IGBT雙向逆變器、用電變換電源相連；用電變換單元外接220V電源、AC220V用電器、DCllOV用電器、AC380V用電器；授電器接收的27.5kV鐵路牽引電源經(jīng)牽引變壓器降壓，通過IGBT整流電路整流，依次經(jīng)過接入切換單元、IGBT雙向逆變器到用電變換單元，提供AC380V、AC220V、DC110V電源；通過IGBT整流電路整流，經(jīng)接入切換單元、儲(chǔ)能斬波單元為儲(chǔ)能鋰電池組充電；外接AC220V電源經(jīng)接入切換單元的整流電路整流，儲(chǔ)能斬波單元為儲(chǔ)能鋰電池組充電；儲(chǔ)能后的鋰電池組通過儲(chǔ)能斬波單元、接入切換單元與雙向逆變器相通，由雙向逆變器與用電變換單元連接，利用鋰電池組中的電能為用電器供電。
[0037]見圖3,所述的系統(tǒng)控制器中的系統(tǒng)電腦通過Profibus-DP和Modbus現(xiàn)場總線分別與儲(chǔ)能斬波單元、電池均衡器、電池溫度檢測(cè)單元、IGBT整流電路、用電變換單元、IGBT雙向逆變器相連接。
[0038]見圖1，授電器3安裝在移動(dòng)式機(jī)車牽弓丨供電、儲(chǔ)能電源車2頂部，與鐵路單相供電線I抵靠，電源車2通過車輛連接器4與用電車6相連接，電源車2與用電車6的電氣設(shè)備和元件通過輸電纜5連接，電源車2與用電車6放置在車廂7內(nèi)，牽引變壓器通過接地線與火車車輪連接，并通過鐵軌8接地。
[0039]見圖4、圖5，接入切換單元由操作控制器控制開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4的開閉，接入切換單元內(nèi)連接有直流降壓電路、整流電路；
[0040]當(dāng)QFl閉合，QF3、QF2和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF11、QF12分別與控制接點(diǎn)QF13、QF14連通，IGBT整流電路與IGBT雙向逆變器相通；
[0041]當(dāng)QF2閉合，QFU QF3和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF11、QF12分別與控制接點(diǎn)QF31、QF32連通，IGBT整流電路經(jīng)直流降壓電路降壓與儲(chǔ)能斬波單元相通，將電能存儲(chǔ)在鋰電池組中，并通過電池均衡器控制儲(chǔ)能過程；
[0042]當(dāng)QF4閉合，QFU QF2和QF3打開時(shí)控制接點(diǎn)QF41、QF42分別與控制接點(diǎn)QF31、QF32連通，外接AC220V電源經(jīng)整流電路整流與儲(chǔ)能斬波單元相通，為儲(chǔ)能鋰電池組充電；
[0043]當(dāng)QF3閉合，QFU QF2和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF31、QF32分別與控制接點(diǎn)QF13、QF14連通，儲(chǔ)能斬波單元與雙向逆變器相通，利用鋰電池組中的電能為用電器供電；
[0044]所述的操作控制器包括嵌入式微電腦、鍵盤、IXD顯示屏、USB接口、RS-485接口，嵌入式微電腦的開關(guān)量開入端與開關(guān)量開出驅(qū)動(dòng)單元連接，通過RS-485接口輸出指令操作開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4的開閉。
[0045]見圖6，所述的IGBT雙向逆變器包括電壓變換電路、逆變器、濾波器及雙向逆變器控制器，電壓變換電路的輸入信號(hào)取自接入切換單元的QFl閉合，經(jīng)QF13、Q14接雙向逆變器，接觸器K合上時(shí)，此時(shí)開關(guān)管T7截止，由開關(guān)管T1、T2、T3、T4、T5、T6和電容C2組成的逆變器轉(zhuǎn)化成三相交流電，由電感L2、L3和電容C3組成的濾波器濾波后經(jīng)輸出端A、B、C輸出至用電變換單元。
[0046]見圖7，儲(chǔ)能斬波單元的功能是將由接入切換單元的控制接點(diǎn)QF31、QF32輸出的直流信號(hào)變成方波，對(duì)電池組充電，開關(guān)管T8、T9，電容C4、C5及電感L4構(gòu)成典型的斬波電路，儲(chǔ)能斬波單元控制器結(jié)構(gòu)與圖5中的操作控制器相同均為嵌入式微電腦結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有聯(lián)網(wǎng)功能以及開關(guān)量和模擬量輸入輸出功能。
[0047]見圖9、圖10，電池溫度檢測(cè)單元中溫度變送器Tn發(fā)出的溫度信號(hào)輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測(cè)并與系統(tǒng)控制器通訊；
[0048]電池溫度檢測(cè)單元中溫度傳感器Tn發(fā)出的溫度信號(hào)輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測(cè)并與系統(tǒng)控制器通訊。電池I?8為儲(chǔ)能鋰電池，Tl?T8為DS18B20 —線總線數(shù)字式溫度變送器，能實(shí)現(xiàn)8個(gè)儲(chǔ)能鋰電池的溫度自動(dòng)檢測(cè)，避免電池的不正常溫升，Vd為供電電源，⑶I接系統(tǒng)電腦上的I/O 口，地為接供電電源接地，見圖9。
[0049]電池9?16為儲(chǔ)能鋰電池，T9?T16為DS18B20 —線總線數(shù)字式溫度變送器，Vd為供電電源，⑶2接系統(tǒng)電腦的I/O 口，地為接供電電源地，見圖10。
[0050]見圖11，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器由信號(hào)接入單元、信號(hào)變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦依次連接組成，嵌入式微電腦設(shè)有現(xiàn)場總線接口與工控機(jī)通信，信號(hào)接入單元、信號(hào)變換單元和隔離放大單元的選通信號(hào)均來自嵌入式微電腦，嵌入式微電腦根據(jù)工控機(jī)指令控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采集器的運(yùn)作。
[0051]信號(hào)接入單元中IN11、IN21和IN31為第I路信號(hào)輸入端，同理，IN18、IN28和IN38為第8路信號(hào)輸入端。QH為信號(hào)接入單元選通信號(hào)，低電平為選通狀態(tài)，D2、D1和DO為輸入端選控信號(hào)，輸入信號(hào)為分時(shí)按順序接入。信號(hào)選通接入后都由Al、A2、和A3輸出給信號(hào)變換單元。
[0052]信號(hào)變換單元是將來自信號(hào)接入單元的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。信號(hào)變換單元接收信號(hào)接入單元輸出端Al、A2、和A3端信號(hào)，通過信號(hào)變換單元的調(diào)理轉(zhuǎn)換成規(guī)定的輸出端B1、B2和B3的輸出信號(hào)。Vout是外加基準(zhǔn)電壓，D2、D1及DO是來自系統(tǒng)的嵌入式微電腦的選控信號(hào)，以控制輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
[0053]隔離放大單元是實(shí)現(xiàn)將調(diào)理單元與放大電路的可靠隔離，以控制增益放大電路與前端干擾。同時(shí)根據(jù)信號(hào)的大小，自動(dòng)選定其放大電路的增益，即選擇量程，稱之為可編程增益隔離放大。
[0054]見圖12，用電變換單元包括開關(guān)ACK2、ACK3、ACK4、ACK5，整流電路以及變壓器TR2，由操作控制器控制開關(guān)ACK2、ACK3、ACK4和ACK5的開閉；當(dāng)ACK2關(guān)閉，且ACK3、ACK4和ACK5打開時(shí)，提供AC380V電源；當(dāng)ACK2和ACK5關(guān)閉、ACK3和ACK4打開時(shí)，電流依次經(jīng)變壓器TR2變壓，整流電路整流，控制接點(diǎn)QF51、QF52提供DCllOV電源，用于變電站直流操作應(yīng)急電源；當(dāng)ACK2和ACK4關(guān)閉、ACK3和ACK5打開時(shí)，電流經(jīng)變壓器TR2變壓，控制接點(diǎn)QF41、QF42提供AC220V電源，方便野外生活、照明等用電；當(dāng)ACK3關(guān)閉，且ACK2、ACK4和ACK5打開時(shí)，由外接電源給控制接點(diǎn)QF41、QF42提供AC220V電源，主要用于方便外接AC220V電源的情況。操作控制器結(jié)構(gòu)與接入切換單元的操作控制器相同，由系統(tǒng)控制器控制。
[0055]使用時(shí)，將電源車2和它所牽弓I的用電車6安放在貨車底盤上，用彈性授電器3接取鐵路牽引27.5kV單相電源。在機(jī)車運(yùn)行或停泊時(shí)，均可通過電源變換器用電，且可同時(shí)為移動(dòng)電源車2內(nèi)的儲(chǔ)能電池充電儲(chǔ)能。當(dāng)機(jī)車停泊在鐵道叉上供電，也可將移動(dòng)電源車2開離機(jī)車牽引貨車，到其它用電場所，采用儲(chǔ)能逆變電源供電。
[0056]本實(shí)用新型由汽車牽引的移動(dòng)式電源車，它和用電車一起安放在電氣化機(jī)車的火車車廂上，通過彈性授電器接取鐵路牽引25-27.5kV單相電源，經(jīng)過變壓、整流、逆變成相交流380V和交流220V及直流IlOV電源。可在機(jī)車行進(jìn)中，通過用電拖車進(jìn)行用電。如部隊(duì)行軍雷達(dá)、通訊、做飯等車載移動(dòng)用電，避免使用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)的噪聲和煙氣暴露目標(biāo)，又不用攜帶大量柴油。
[0057]在鐵路機(jī)車停運(yùn)時(shí)，可將此節(jié)貨載箱停泊在某道叉上，電源車仍可工作；
[0058]在鐵路機(jī)車停運(yùn)時(shí)，可將移動(dòng)電源車開離機(jī)車牽引貨車，到其它用電場所，采用儲(chǔ)能逆變電源供電；
[0059]本移動(dòng)電源車，可用于部隊(duì)在機(jī)車上行軍實(shí)時(shí)供電，也可沿鐵路線停車供電，也可開離機(jī)車牽引貨車，到其它用電場所，采用儲(chǔ)能逆變電源供電；本移動(dòng)電源車可提供和應(yīng)對(duì)各種工作現(xiàn)場、災(zāi)害等電力供應(yīng)而專門創(chuàng)新設(shè)計(jì)的車載式移動(dòng)電站，其特點(diǎn)是多功能、機(jī)動(dòng)、靈活。
【權(quán)利要求】
1.一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，其特征在于，包括授電器、牽引變壓器、IGBT整流電路、接入切換單元、IGBT雙向逆變器、系統(tǒng)控制器、用電變換單元、儲(chǔ)能斬波單元、儲(chǔ)能鋰電池組、電池均衡器，授電器一端與鐵路牽引電源相連接，另一端通過接觸器與牽引變壓器輸入側(cè)相連接，牽引變壓器輸出側(cè)與IGBT整流電路連接，接入切換單元分別與IGBT整流電路、儲(chǔ)能斬波單元、系統(tǒng)控制器、AC220V用電器連接，接入切換單元的一路依次與IGBT雙向逆變器、用電變換電源相連；用電變換單元外接220V電源、AC220V用電器、DCllOV用電器、AC380V用電器； 授電器接收的25-27.5kV鐵路牽引電源經(jīng)牽引變壓器降壓，通過IGBT整流電路整流，依次經(jīng)過接入切換單元、IGBT雙向逆變器到用電變換單元，提供AC380V、AC220V、DCllOV電源；通過IGBT整流電路整流,經(jīng)接入切換單元、儲(chǔ)能斬波單元為儲(chǔ)能鋰電池組充電；外接AC220V電源經(jīng)接入切換單元的整流電路整流，儲(chǔ)能斬波單元為儲(chǔ)能鋰電池組充電；儲(chǔ)能后的鋰電池組通過儲(chǔ)能斬波單元、接入切換單元與雙向逆變器相通，由雙向逆變器與用電變換單元連接，利用鋰電池組中的電能為用電器供電； 所述的系統(tǒng)控制器中的系統(tǒng)電腦通過Profibus-DP和Modbus現(xiàn)場總線分別與儲(chǔ)能斬波單元、電池均衡器、電池溫度檢測(cè)單元、IGBT整流電路、用電變換單元、IGBT雙向逆變器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，其特征在于，所述的接入切換單元包括開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4，直流降壓電路、整流電路，由操作控制器控制開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4的開閉，接入切換單元內(nèi)連接有直流降壓電路、整流電路； 當(dāng)QFl閉合，QF3、QF2和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF11、QF12分別與控制接點(diǎn)QF13、QF14連通，IGBT整流電路與IGBT雙向逆變器相通； 當(dāng)QF2閉合，QFU QF3和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QFlU QF12分別與控制接點(diǎn)QF31、QF32連通，IGBT整流電路經(jīng)直流降壓電路降壓與儲(chǔ)能斬波單元相通； 當(dāng)QF4閉合，QFU QF2和QF3打開時(shí)控制接點(diǎn)QF41、QF42分別與控制接點(diǎn)QF31、QF32連通，外接AC220V電源經(jīng)整流電路整流與儲(chǔ)能斬波單元相通，為儲(chǔ)能鋰電池組充電； 當(dāng)QF3閉合，QFU QF2和QF4打開時(shí)控制接點(diǎn)QF31、QF32分別與控制接點(diǎn)QF13、QF14連通，儲(chǔ)能斬波單元與雙向逆變器相通，利用鋰電池組中的電能為用電器供電； 所述的操作控制器包括嵌入式微電腦、鍵盤、IXD顯示屏、USB接口、RS-485接口，嵌入式微電腦的開關(guān)量開入端與開關(guān)量開出驅(qū)動(dòng)單元連接，通過RS-485接口輸出指令操作開關(guān)QF1、QF2、QF3和QF4的開閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，其特征在于，所述的IGBT雙向逆變器包括電壓變換電路、逆變器、濾波器及雙向逆變器控制器，電壓變換電路的輸入信號(hào)取自接入切換單元的QFl閉合，經(jīng)QF13、Q14接雙向逆變器，接觸器K合上時(shí)，此時(shí)開關(guān)管T7截止，由開關(guān)管Tl、T2、T3、T4、T5、T6和電容C2組成的逆變器轉(zhuǎn)化成三相交流電，由電感L2、 L3和電容C3組成的濾波器濾波后經(jīng)輸出端A、B、C輸出至用電變換單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，其特征在于，所述電池溫度檢測(cè)單元中溫度變送器Tn發(fā)出的溫度信號(hào)輸入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器檢測(cè)并與系統(tǒng)控制器通訊； 所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器由信號(hào)接入單元、信號(hào)變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦依次連接組成，嵌入式微電腦設(shè)有現(xiàn)場總線接口與工控機(jī)通信，信號(hào)接入單元、信號(hào)變換單元和隔離放大單元的選通信號(hào)均來自嵌入式微電腦，嵌入式微電腦根據(jù)工控機(jī)指令控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采集器的運(yùn)作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，其特征在于，所述的用電變換單元包括開關(guān)ACK2、ACK3、ACK4、ACK5，操作控制器、整流電路以及變壓器TR2，由操作控制器控制開關(guān)ACK2、ACK3、ACK4和ACK5的開閉；當(dāng)ACK2關(guān)閉，且ACK3、ACK4和ACK5打開時(shí)，提供AC380V電源；當(dāng)ACK2和ACK5關(guān)閉、ACK3和ACK4打開時(shí)，電流依次經(jīng)變壓器TR2變壓，整流電路整流，控制接點(diǎn)QF51、QF52提供DCl IOV電源；當(dāng)ACK2和ACK4關(guān)閉、ACK3和ACK5打開時(shí)，電流經(jīng)變壓器TR2變壓，控制接點(diǎn)QF41、QF42提供AC220V電源；當(dāng)ACK3關(guān)閉，且ACK2、ACK4和ACK5打開時(shí)，由外接電源給控制接點(diǎn)QF41、QF42提供AC220V電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式機(jī)車牽引供電、儲(chǔ)能電源車，其特征在于，所述的牽引變壓器通過接地線與鐵軌連接`，進(jìn)而接地。
【文檔編號(hào)】B60P3/00GK203460758SQ201320538659
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】呂衍國, 郭培圇, 王春巖, 潘勝玉, 張慶舟, 鄭建新, 齊洪輝 申請(qǐng)人:遼寧意思德電氣有限公司