雙動(dòng)力源地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車及其動(dòng)力切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路工程和維護(hù)車輛，尤其是涉及一種應(yīng)用于鐵路工程和設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域帶雙動(dòng)力源的地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車及其動(dòng)力切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地鐵線路具有大量隧道區(qū)段，現(xiàn)有地鐵鋼軌打磨車均采用內(nèi)燃動(dòng)力作為整車動(dòng)力來源，在地鐵隧道打磨作業(yè)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)尾氣難以排出，大量有毒氣體和粉塵對(duì)作業(yè)人員的身體健康帶來很大傷害。同時(shí)，導(dǎo)致功率降低、影響整車其他系統(tǒng)正常工作。地鐵鋼軌打磨車裝機(jī)功率較大，燃料消耗量巨大，導(dǎo)致打磨作業(yè)成本難以降低?，F(xiàn)有地鐵鋼軌打磨車大多采用靜液壓傳動(dòng)走行技術(shù)，其使用的液壓油具有泄露污染環(huán)境和火災(zāi)隱患。
[0003]目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，與本發(fā)明較為接近的技術(shù)方案是本申請(qǐng)人于2012年02月13日申請(qǐng)，并于2012年07月04日公開，公開號(hào)為CN102535280A的中國發(fā)明專利《一種混合動(dòng)力鋼軌打磨車》。該發(fā)明的混合動(dòng)力鋼軌打磨車應(yīng)用于大型軌道工程領(lǐng)域具有混合動(dòng)力的鋼軌打磨列車作業(yè)，鋼軌打磨車包括:內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力車、電力驅(qū)動(dòng)動(dòng)力車和一節(jié)以上的拖車，拖車上安裝有打磨裝置，混合動(dòng)力鋼軌打磨車在有電區(qū)或隧道區(qū)間工作時(shí)通過電力驅(qū)動(dòng)動(dòng)力車的受電弓從接觸網(wǎng)取電，經(jīng)過變壓器降壓，并經(jīng)過變流器整流、逆變成三相變頻變壓的交流電，為牽引電機(jī)和打磨裝置提供所需的動(dòng)力?；旌蟿?dòng)力鋼軌打磨車在無電區(qū)切換到內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組合模式，為混合動(dòng)力鋼軌打磨車的走行和打磨裝置提供所需的動(dòng)力。該發(fā)明解決了現(xiàn)有打磨車作業(yè)和燃燒效率低、排放污染嚴(yán)重，以及使用和維護(hù)成本高的技術(shù)問題，使打磨車在有、無電區(qū)和隧道區(qū)實(shí)現(xiàn)全路段無縫作業(yè)。但是，該發(fā)明描述的混合動(dòng)力鋼軌打磨車限定在國鐵電氣化線路使用，其接觸網(wǎng)電壓為25KVA。同時(shí)，混合動(dòng)力鋼軌打磨車的整車由多節(jié)車組成，內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)車與電力驅(qū)動(dòng)車分別在不同的車上，不利于整車的精簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，在無電區(qū)采用液壓傳動(dòng)提供走行動(dòng)力。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)中的現(xiàn)有地鐵打磨車還存在以下技術(shù)缺陷:
[0005](I)現(xiàn)有地鐵打磨車采用內(nèi)燃動(dòng)力，在隧道內(nèi)工作時(shí)尾氣無法排除，嚴(yán)重污染環(huán)境，危害行車人員身體健康；
[0006](2)現(xiàn)有地鐵打磨車采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力，燃料消耗量大，打磨作業(yè)成本高；
[0007](3)現(xiàn)有地鐵打磨車采用靜液壓走行系統(tǒng)，其使用的液壓油極易污染環(huán)境，且存在一定的火災(zāi)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種雙動(dòng)力源地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車及其動(dòng)力切換方法，既可以通過地鐵接觸網(wǎng)取電作為整車動(dòng)力來源進(jìn)行走行及打磨作業(yè)，也可以在無電區(qū)采用內(nèi)燃動(dòng)力進(jìn)行走行及打磨作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了地鐵鋼軌打磨車走行與打磨作業(yè)過程的全電驅(qū)。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種雙動(dòng)力源地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，雙動(dòng)力源地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車，包括:動(dòng)力車，以及與所述動(dòng)力車相連的作業(yè)車。所述動(dòng)力車設(shè)置有受電弓和內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，所述作業(yè)車設(shè)置有進(jìn)行打磨作業(yè)的打磨小車。所述鋼軌打磨車使用接觸網(wǎng)作為整車動(dòng)力來源，或使用所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組作為整車動(dòng)力來源，兩種動(dòng)力來源之間能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)轉(zhuǎn)換。所述鋼軌打磨車在地鐵有電區(qū)直接通過所述受電弓從所述接觸網(wǎng)取電，再經(jīng)過整流逆變后分別為所述鋼軌打磨車的牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)、打磨系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)供電；或所述鋼軌打磨車在地鐵無電區(qū)通過所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，再經(jīng)過整流逆變后分別為所述鋼軌打磨車的牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)、打磨系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)供電。
[0010]優(yōu)選的，所述動(dòng)力車設(shè)置有高壓柜、整流柜、制動(dòng)電阻、波磨與軌廓檢測(cè)系統(tǒng)、控制柜、牽引電機(jī)、電抗器和逆變系統(tǒng)，所述逆變系統(tǒng)進(jìn)一步包括打磨逆變器、輔助逆變器和牽引逆變器；
[0011]來自于所述接觸網(wǎng)的直流電源通過所述受電弓和高壓柜引入所述動(dòng)力車內(nèi)供給所述逆變系統(tǒng)；
[0012]所述整流柜將來自于所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的交流電經(jīng)過整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姽┧瞿孀兿到y(tǒng)使用；
[0013]所述牽引逆變器、打磨逆變器和輔助逆變器將兩套動(dòng)力來源的電源逆變?yōu)椴煌到y(tǒng)所需的交流電分別供給對(duì)應(yīng)的所述牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)、打磨系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)使用；
[0014]來自于所述高壓柜的電流經(jīng)過所述電抗器過濾平波進(jìn)入所述牽弓I逆變器，所述牽引逆變器將直流電逆變?yōu)樽冾l變壓的交流電供所述牽引電機(jī)使用，通過控制所述牽引逆變器的輸出特性控制所述鋼軌打磨車的整車牽引力；
[0015]所述打磨小車的電源由所述打磨逆變器提供；
[0016]所述制動(dòng)電阻與所述牽引逆變器相連，當(dāng)所述牽引電機(jī)處于制動(dòng)發(fā)電工況，通過所述制動(dòng)電阻對(duì)制動(dòng)產(chǎn)生的電能進(jìn)行消耗；
[0017]所述控制柜設(shè)置在所述動(dòng)力車的中部電氣室，用于對(duì)所述鋼軌打磨車進(jìn)行控制。
[0018]優(yōu)選的，所述動(dòng)力車還包括波磨與軌廓檢測(cè)系統(tǒng)，所述波磨與軌廓檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在所述動(dòng)力車的下部。所述波磨與軌廓檢測(cè)系統(tǒng)分別對(duì)鋼軌的波浪磨耗和鋼軌輪廓進(jìn)行檢測(cè)，為所述打磨系統(tǒng)提供輔助判別，為所述打磨系統(tǒng)的打磨控制參數(shù)修正提供依據(jù)。
[0019]優(yōu)選的，所述作業(yè)車設(shè)置有:
[0020]用于消除所述鋼軌打磨車上火災(zāi)隱患的消防水系統(tǒng)，所述消防水系統(tǒng)進(jìn)一步包括水箱、消防水盤和消防泵站；用于消除鋼軌打磨作業(yè)中粉塵的軌枕噴淋系統(tǒng)；
[0021]用于對(duì)鋼軌打磨作業(yè)過程進(jìn)行控制的打磨控制間；
[0022]用于實(shí)現(xiàn)所述作業(yè)車走行功能的無動(dòng)力轉(zhuǎn)向架；
[0023]用于對(duì)鋼軌打磨作業(yè)中的打磨粉塵進(jìn)行收集的集塵器；
[0024]用于控制所述打磨小車的磨頭角度偏轉(zhuǎn)的打磨液壓系統(tǒng)；
[0025]位于所述作業(yè)車后部的后端司機(jī)室。
[0026]優(yōu)選的，所述鋼軌打磨車還包括輔助負(fù)載，所述接觸網(wǎng)和所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組并聯(lián)作為動(dòng)力源分別為所述牽引電機(jī)、打磨小車的打磨電機(jī)，以及輔助負(fù)載供電。當(dāng)通過所述接觸網(wǎng)供電時(shí)，受電弓從接觸網(wǎng)獲取電能，電能經(jīng)過所述高壓柜后，再通過所述電抗器、牽引逆變器為所述牽引電機(jī)供電，通過所述打磨逆變器為所述打磨電機(jī)供電，通過所述輔助逆變器為所述輔助負(fù)載供電。當(dāng)通過所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組供電時(shí)，所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能依次經(jīng)過所述整流柜、高壓柜后，再通過所述電抗器、牽引逆變器為所述牽引電機(jī)提供電源，通過所述打磨逆變器為所述打磨電機(jī)供電，通過所述輔助逆變器為所述輔助負(fù)載供電。所述牽引電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過齒輪箱傳遞至輪對(duì)，驅(qū)動(dòng)所述鋼軌打磨車前進(jìn)，在所述鋼軌打磨車制動(dòng)時(shí)，所述牽引電機(jī)處于發(fā)電工況，將車輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，通過所述牽引逆變器轉(zhuǎn)換，將電能通過所述制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)換為熱能，耗散在空氣中。
[0027]優(yōu)選的，所述鋼軌打磨車僅包括一節(jié)動(dòng)力車，以及與所述動(dòng)力車相連的一節(jié)作業(yè)車。
[0028]本發(fā)明還另外具體提供了一種基于上述鋼軌打磨車的雙動(dòng)力源地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車動(dòng)力切換方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，鋼軌打磨車的雙動(dòng)力源地鐵電傳動(dòng)鋼軌打磨車動(dòng)力切換方法，包括:從接觸網(wǎng)切換至內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的供電過程和從內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組切換至接觸網(wǎng)的供電過程。
[0029]在鋼軌打磨車處于初始狀態(tài)時(shí)采用從所述接觸網(wǎng)進(jìn)行供電，當(dāng)需要切換至所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組供電時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行切換:
[0030]閉合所述受電弓與所述整流柜之間的直流接觸器；
[0031]啟動(dòng)所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組運(yùn)行；
[0032]控制柜通過所述接觸網(wǎng)的反饋電網(wǎng)電壓BVl自動(dòng)調(diào)節(jié)所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓，使所述整流柜的輸出電壓BV2由最低值(DC1000V)達(dá)到BV1+V，其