(地鐵,輕軌)列車用的,再生制動技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種(地鐵，輕軌)列車用的，再生制動技術(shù)，它是通過在電網(wǎng)線的旁邊增加一條回收電網(wǎng)線，在增加，高速制動車廂，中速制動車廂，低速制動車廂，等3種不同速度的制動車廂，通過它們的聯(lián)合工作，把列車在坡度路面和進(jìn)站時產(chǎn)生的勢能，全部轉(zhuǎn)化成電能進(jìn)行回收，在勢能回收過程中是通過，高速制動車廂，中速制動車廂，低速制動車廂，的交替使用使列車在任何速度中都可以實(shí)現(xiàn)，全功率，滿負(fù)荷，的剎車和發(fā)電，因此徹底解決了現(xiàn)在再生制動中，低速時制動力消失的問題。
【專利說明】(地鐵，輕軌)列車用的，再生制動技術(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種(地鐵，輕軌)列車用的，再生制動技術(shù)，它是通過增加回收電網(wǎng)，增加，高速，中速，低速，3種制動車廂，然后利用它們的聯(lián)合工作，把火車在坡度路面產(chǎn)生的勢能和進(jìn)站產(chǎn)生的勢能，通過3種不同速度的制動車廂的交替使用，把勢能全部轉(zhuǎn)化成電能后送入回收電網(wǎng)，同時通過發(fā)電機(jī)發(fā)電時產(chǎn)生的阻力完成剎車工作。

【背景技術(shù)】
[0002]長期以來世界上火車再生制動基本上是利用把機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)后進(jìn)行再生制動的，這樣的制動方式存在許多重大缺陷是根本無法克服的。
[0003]首先重載列車在超過10%。的大坡度路面行駛時會產(chǎn)生巨大的勢能，如果通過再生制動把勢能全部轉(zhuǎn)化成電能后送入電網(wǎng)，電網(wǎng)線容量根本無法承受這是一個無法克服的缺陷。
[0004]同時由于火車在(再生制動)中是通過把牽引電機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)后，利用發(fā)電機(jī)發(fā)電把火車產(chǎn)生的勢能全部轉(zhuǎn)化成電能后送入電網(wǎng)的，然后在利用發(fā)電機(jī)發(fā)電時產(chǎn)生的阻力進(jìn)行剎車，可是這樣的剎車方式存在一個重大缺陷，就是由于火車牽引電動機(jī)的功率過大，把它轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)后進(jìn)行再生制動時制動力也會非常大，這樣在雨雪天進(jìn)行剎車時，就會因?yàn)檐壍罎窕管囕啴a(chǎn)生滑行和蠕動，長期工作后會使車輪出現(xiàn)(多邊型)，從而使列車在運(yùn)行中產(chǎn)生震動，導(dǎo)致車輪，齒輪箱等關(guān)鍵部件的壽命降低，影響火車的安全運(yùn)行，這些在SS7型電力機(jī)車的再生制動中已經(jīng)得到驗(yàn)證，因此輕軌列車在運(yùn)行中也會遇到相同的問題。
[0005]還有由于機(jī)車進(jìn)行再生制動時，是通過把牽引電機(jī)，轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)后，進(jìn)行再生制動的，這種制動方式存在一個缺陷，就是隨著機(jī)車速度的不斷降低，制動力逐漸減小，試驗(yàn)表明(80公里時的制動力，是8公里時制動力的100倍)，因此利用機(jī)車進(jìn)行再生制動《低速時，制動力消失》是又一個無法克服的缺陷。由于機(jī)車再生制動存在上述缺陷，導(dǎo)致火車在大坡度路面無法高速行駛，進(jìn)站剎車的勢能也無法進(jìn)行全部的回收，而本發(fā)明就是要通過技術(shù)創(chuàng)新解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](地鐵，輕軌)列車用的，再生制動技術(shù)和火車機(jī)車的再生制動技術(shù)原理是相同的，可是技術(shù)方案卻完全不同，它們一個是利用機(jī)車把牽引電動機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)后進(jìn)行再生制動，一個是首先在電網(wǎng)線的旁邊增加一條回收電網(wǎng)線，然后利用制動車廂上的制動發(fā)電機(jī)進(jìn)行再生制動，再生制動發(fā)出的電通過制動車廂上的輸電桿送入回收電網(wǎng)，同時由于(地鐵，輕軌，列車的剎車距離，從起點(diǎn)一一終點(diǎn))比較短，列車重量比較輕，和長途重載列車存在根本的區(qū)別，因此為了提高剎車效率，所以兩者需要采用不同的制動技術(shù)，而本發(fā)明就是要提供一種(地鐵，輕軌)列車專用的再生制動技術(shù)，它的具體方案是:
[0007](I)首先在(地鐵)牽引電機(jī)的供電電網(wǎng)線旁邊，增加一條回收電網(wǎng)線，并且使兩條線路并行，它的作用是把(地鐵)列車?yán)?，高速，中速，低?種制動車廂(再生制動)發(fā)出的電，通過車廂上的輸電桿全部送到回收電網(wǎng)線上，然后在通過(變電所)的輸出線和地鐵牽引電機(jī)的供電電網(wǎng)并網(wǎng)一起供電，也可以把發(fā)出的電為地鐵站的，空調(diào)，電梯，電池組，照明，供電。而設(shè)置電網(wǎng)線是用它專門為(地鐵)列車的牽引電機(jī)供電，保障列車正常行駛，同時要(取消)地鐵機(jī)車的再生制動系統(tǒng)，把再生制動工作全部由(制動車廂)完成，這樣就減少了地鐵機(jī)車的控制系統(tǒng)，就能降低地鐵機(jī)車的故障率和運(yùn)行成本。增加回收電網(wǎng)線是用它專門接收，高速，中速，低速3種制動車廂通過再生制動發(fā)出的電，然后在回收電網(wǎng)的合適位置根據(jù)需要設(shè)置變電所，最后通過變電所的輸出線和電網(wǎng)線并網(wǎng)，由于電網(wǎng)線和回收電網(wǎng)線是分開運(yùn)行的相互之間不聯(lián)通，所以通過再生制動發(fā)出多少電回收電網(wǎng)都能夠承受。這樣設(shè)計(jì)技術(shù)簡單，實(shí)用，取消了復(fù)雜的控制系統(tǒng)，因此能降低地鐵機(jī)車的事故率。
[0008](2)為了在(地鐵，輕軌)列車上實(shí)現(xiàn)完全的再生制動，我專門設(shè)計(jì)了 3種不同速度的制動車廂，方法是把制動車廂的4個車軸傳動輪都和轉(zhuǎn)向架一起進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，不能出現(xiàn)在工作中相互干擾的情況，然后通過變化車軸傳動輪和發(fā)電機(jī)傳動輪的直徑生產(chǎn)出，高速，中速，低速3種不同速度的制動車廂，然后根據(jù)列車行駛速度的變化交替使用，這樣就能使列車在，高速，中速，低速，時都能夠?qū)崿F(xiàn)，(全功率，滿負(fù)荷)的剎車和發(fā)電，具體方法是;
[0009]①高速制動車廂，它是通過在制動車廂的4個車軸上都增加一個(雙速變速器)用第二檔時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，(例如列車在60公里時發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)，上下可浮動10公里，當(dāng)速度低于50公里后，通過控制系統(tǒng)變成中速制動)。
[0010]②中速制動車廂，它也是通過在制動車廂的4個車軸上都增加一個(雙速變速器)用第二檔時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，(例如列車在40公里時發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)，上下可浮動10公里，當(dāng)速度低于30公里后，通過控制系統(tǒng)變成低速制動)
[0011]③低速制動車廂，它也是通過在制動車廂的4個車軸上都增加一個(雙速變速器)用第二檔時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，(例如列車在20公里時發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)，上下可浮動10公里)
[0012]這樣通過用三種不同的(雙速變速器)就能夠制造出了(高速，中速，低速)3種不同速度的制動車廂。
[0013]④同時全部用(雙速變速器的第一檔時，高速，中速，低速)制動車廂上的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速都(變成相同的速度)，它是專門為回收輕軌列車在大坡度路面產(chǎn)生的勢能設(shè)置的，它通過高速，中速，低速制動車廂的共同工作，(在利用牽引機(jī)車的定速巡航技術(shù))使列車既能在大坡度路面高速，恒速，行駛提高運(yùn)輸能力，又能通過再生制動技術(shù)，把大坡度路面產(chǎn)生的勢能全部轉(zhuǎn)化成電能進(jìn)行回收。用第二檔時發(fā)電機(jī)(高速制動車廂60公里時是1500轉(zhuǎn)，中速制動車廂40公里時是1500轉(zhuǎn)，低速制動車廂20公里時是1500轉(zhuǎn))在(地鐵，輕軌)列車進(jìn)站剎車時，在速度70公里時開始用高速制動車廂剎車，速度降到50公里后轉(zhuǎn)換成中速制動車廂剎車，在速度降到30公里后轉(zhuǎn)換成低速制動車廂剎車，由于利用制動車廂進(jìn)行再生制動能夠把(發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動控制在了一個非常小的范圍內(nèi))，因此就能夠發(fā)出，電壓，頻率，變化非常小的電，這樣就為把再生制動發(fā)出的電和電網(wǎng)線順利并網(wǎng)創(chuàng)造了條件。
[0014]為了使再生制動發(fā)出的電，能夠順利的和牽引機(jī)車的電網(wǎng)并網(wǎng)，制動車廂上的發(fā)電機(jī)要采用和供電電源，電壓，頻率，相同的發(fā)電機(jī)發(fā)電，然后通過制動車廂上的輸電桿把電送入回收電網(wǎng)，最后在通過(變電站輸出線)和牽引機(jī)車電網(wǎng)線并網(wǎng)。
[0015]制動車廂每個車軸帶動的發(fā)電機(jī)功率必須控制在300kw以下。
[0016]⑤如果在城際輕軌列車上使用上述技術(shù)就需要采用不同的方式，首先需要根據(jù)道路下坡路面的坡度大小，計(jì)算出能產(chǎn)生多大的勢能，然后根據(jù)坡度不同增加制動車廂的數(shù)量，使勢能和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的阻力達(dá)到平衡。
[0017]如果道路是長距離大坡度路面時，就要在坡度路面的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)增加一條回收電網(wǎng)線，同時把制動車廂上的輸電桿和回收電網(wǎng)線連接，然后利用制動車廂的再生制動把坡度路面產(chǎn)生的勢能全部轉(zhuǎn)化成電能，在通過輸電桿把發(fā)出的電送入回收電網(wǎng)，然后通過變壓器輸出線和電網(wǎng)線并網(wǎng)。
[0018]列車在小坡度路面時就利用高速，中速，低速制動車廂的共同工作把勢能通過再生制動轉(zhuǎn)化成電能，在通過輸電桿把電能送入電網(wǎng)線，這樣就能夠把坡度路面和進(jìn)站剎車的勢能全部轉(zhuǎn)化成電能實(shí)現(xiàn)，完全的，真正的再生制動。
[0019](3)地鐵列車增加回收電網(wǎng)線后就和電網(wǎng)線形成雙線并行，可是兩個電網(wǎng)上的電卻一個是靠電源線供電，一個是再生制動發(fā)出的電，兩個線完全不聯(lián)通，要聯(lián)通時需要首先經(jīng)過變壓器調(diào)整后，在通過變壓器輸出線和電網(wǎng)線并網(wǎng)一起為用電設(shè)備供電，同時由于是雙線并行所以必須解決列車的安全運(yùn)行問題。
[0020]我們知道地鐵列車的運(yùn)行間隔和剎車距離等都是有規(guī)律的，同時制動車廂在列車正常行駛時并不發(fā)電，輸電桿也不帶電，因此這就增加了列車運(yùn)行的安全性，還有地鐵列車進(jìn)站剎車時從剎車線一一停車線的距離不太長，在這段距離內(nèi)我們需要增加受電弓和輸電桿的安全保護(hù)措施，才能順利的剎車和發(fā)電。
[0021]輸電桿可以根據(jù)無軌電車的受電桿改進(jìn)完成，在剎車線一一停車線的長度內(nèi)，適當(dāng)加大電網(wǎng)線和回收電網(wǎng)線的距離，由于輸電桿可以擺動所以加大電網(wǎng)線和回收電網(wǎng)線的距離后也能夠有效連接順利輸電，地鐵再生制動發(fā)出的電可以通過配電站的輸出線和機(jī)車供電電網(wǎng)線并網(wǎng)，也可以為地鐵站的，空調(diào)，電梯電池組，照明，供電，由于不同的供電方式，電壓，頻率不同所以可以根據(jù)需要，在制動車廂的車軸上安裝需要的發(fā)電機(jī)就能提供不同的電源。
[0022]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施方案，對本發(fā)明做出進(jìn)一步的描述
[0023]圖1，是制動車廂
[0024]圖2，是電網(wǎng)線和回收電網(wǎng)線
[0025]圖3，是輸電桿
[0026]圖4，是受電弓
[0027]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是，提供一種能夠把，地鐵，輕軌，列車在坡度路面產(chǎn)生的勢能和進(jìn)站停車的勢能，全部轉(zhuǎn)化成電能的再生制動系統(tǒng)，具體的技術(shù)方案是；
[0028]參看，圖1，圖2，圖3，圖4.
[0029]首先在電網(wǎng)線7的旁邊，增加I個回收電網(wǎng)線8，兩條線路互不聯(lián)通，回收電網(wǎng)線8是把，高速制動車廂1，中速制動車廂3，低速制動車廂5，通過車軸2，4，6，帶動制動發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電通過輸電桿9和滑動連接輪10送到回收電網(wǎng)線，8，然后通過配電站的輸出線和電網(wǎng)線7并網(wǎng)一起供電，也可以經(jīng)過變壓器輸出為地鐵站的，電梯，空調(diào)，照明等用電設(shè)備供電。
[0030](高速制動車廂I有4個車軸每個帶一臺發(fā)電機(jī)，中速制動車廂3有4個車軸每個帶一臺發(fā)電機(jī)，低速制動車廂5有4個車軸每個帶一臺發(fā)電機(jī))
[0031]增加回收電網(wǎng)線8后牽引電機(jī)的再生制動要全部取消，再生制動工作全部由，高速制動車廂1，中速制動車廂3，低速制動車廂5，完成，同時，地鐵，輕軌列車電網(wǎng)上面的受電弓11和滑動連接輪12只完成為牽引電機(jī)的供電工作，不用在擔(dān)任向電網(wǎng)線輸送機(jī)車再生制動發(fā)出的電。
【權(quán)利要求】
1.一種(地鐵，輕軌)列車用的，再生制動技術(shù)包括，增加回收電網(wǎng)線，制造(高速，中速，低速)制動車廂，設(shè)計(jì)剎車控制系統(tǒng)等，其特征是: ①在地鐵，輕軌，列車供電線的旁邊增加一條回收電網(wǎng)線，通過它把高速，中速，低速，制動車廂再生制動發(fā)出的電，經(jīng)過輸電桿都送入回收電網(wǎng)，在通過變壓器輸出線和電網(wǎng)線并網(wǎng)； ②在每節(jié)制動車廂的4個車軸上都安裝一個雙速變速箱，在用第二檔時，制動車廂時速在60公里時發(fā)電機(jī)1500轉(zhuǎn)，用它在列車高速時進(jìn)行剎車，(這是高速制動車廂)， 在每節(jié)制動車廂的4個車軸上都安裝一個雙速變速箱，在用第二檔時，制動車廂的時速40公里時發(fā)電機(jī)1500轉(zhuǎn)，用它在列車中速時進(jìn)行剎車，(這是中速制動車廂)， 在每節(jié)制動車廂的4個車軸上都安裝一個雙速變速箱，在用第二檔時，制動車廂在時速20公里時發(fā)電機(jī)1500轉(zhuǎn)，用它在列車低速時進(jìn)行剎車，(這是低速制動車廂) 這樣通過，高速，中速，低速，3種制動車廂的交替剎車，就能夠保障列車在任何速度時都能夠，全功率，滿負(fù)荷，的剎車和發(fā)電； ③用雙速變速箱的第一檔時，高速，中速，低速，3種制動車廂的發(fā)電機(jī)(在規(guī)定速度內(nèi))轉(zhuǎn)速都變成相同的，都是1500轉(zhuǎn)，這是專門為城際輕軌列車出現(xiàn)長距離大坡度路面時設(shè)計(jì)的，這樣就可以根據(jù)大坡度路面的坡度首先計(jì)算出能產(chǎn)生多大的勢能，然后根據(jù)勢能大小配置發(fā)電機(jī)的功率使兩者達(dá)到平衡，然后利用機(jī)車的定速巡航技術(shù)，使列車能夠在大坡度路面，高速，恒速，行駛，提高運(yùn)輸效率，又能夠通過再生制動把勢能全部轉(zhuǎn)化成電能；
2.制動車廂上的(輸電桿)和無軌電車的(受電桿)原理相同，不過要重新設(shè)計(jì)縮短它的長度，利用它能夠在一定范圍內(nèi)可以擺的功能，在地鐵剎車線一一停車線的范圍內(nèi)，適當(dāng)加大電網(wǎng)線和回收電網(wǎng)線的寬度，保障再生制動的安全性。
【文檔編號】B60M3/00GK104129311SQ201410394674
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】李欣, 李全瑞 申請人:李全瑞