專利名稱：一種電車能量回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能量回收裝置，更具體地說，是涉及一種對(duì)高鐵、地鐵制動(dòng)過程中的能量回收裝置。
背景技術(shù)：
高鐵和地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂蟹奖愕慕煌üぞ撸鋬?yōu)勢(shì)顯而易見。電車尤其是地鐵的運(yùn)行特點(diǎn)是頻繁的啟動(dòng)與制動(dòng)，制動(dòng)過程時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量電能，這些能量的回收具有重大節(jié)能意義。從目前發(fā)展情況來看，對(duì)電車制動(dòng)所產(chǎn)生能量主要有三種處理方式:第一種是電阻吸收的方式，例如上海地鐵一號(hào)線，這種技術(shù)將地鐵制動(dòng)產(chǎn)生的能量通過電阻轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。第二種是能量回饋方式，主要被歐洲許多國家采用，它利用逆變器回路將列車再生制動(dòng)電能由直流電 轉(zhuǎn)換為與系統(tǒng)等電壓、同頻率、同相位的交流電供給變電站其它負(fù)荷。第三種是能量存儲(chǔ)的方式，它在直流母線上接一個(gè)能量存儲(chǔ)電源，存儲(chǔ)列車再生制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量，主要包括超級(jí)電容技術(shù)、飛輪技術(shù)等。然而，上述方式都存在各自的缺陷。第一種方式顯然是沒有對(duì)能量進(jìn)行有效的回收利用，不僅巨大的制動(dòng)能量被白白浪費(fèi)掉，并且給地鐵站內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)造成巨大的負(fù)擔(dān)。第二種方式雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的回收，但應(yīng)用功能不十分可靠。由于制動(dòng)產(chǎn)生的電能是不恒定的電能，有可能對(duì)電網(wǎng)造成影響，嚴(yán)重的甚至?xí)斐烧緝?nèi)電網(wǎng)癱瘓。所以很多電力公司都拒絕這種制動(dòng)電能直接回饋接入市電電網(wǎng)系統(tǒng)。第三種方式由于受到能量存儲(chǔ)元件本身能量密度低、回收效率不高等技術(shù)的限制，想完全回收容量很大的電車系統(tǒng)制動(dòng)能量，其成本較高、體積很大且回收效率不高，應(yīng)用也極為不成熟。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在不影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了能量的高效回收利用的電車能量回收裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種電車能量回收裝置，其中，包括交流母線輸入端、直流母線輸入端和交流母線輸出端，從交流母線的輸入端至輸出端依次連接有整流器、逆變器和開關(guān)，直流母線的輸入端通過單向DC-DC變換器與整流器的輸出端連接，所述的整流器還設(shè)有控制端，整流器的控制端與單向DC-DC變換器的輸出端連接、它們之間設(shè)有功率分配控制器。上述的一種電車能量回收裝置，在交流母線首尾端連接有旁通路，該通路上設(shè)有靜態(tài)切換開關(guān)。上述的一種電車能量回收裝置，所述的功率分配控制器的輸出端與整流器的控制端連接、其輸入端與單向DC-DC變換器的輸出端連接。本實(shí)用新型采用上述的結(jié)構(gòu)，通過將市電的交流母線和電車系統(tǒng)的直流母線接入此裝置中，經(jīng)過內(nèi)部電路的轉(zhuǎn)換處理，實(shí)現(xiàn)回收電能與電網(wǎng)系統(tǒng)的完全隔離。并經(jīng)過功率分配控制器與市電輸入功率進(jìn)行合理分配，將從電車系統(tǒng)回收的功率與市電輸入功率進(jìn)行合理分配，最大程度回收制動(dòng)能量，同時(shí)保持輸出電壓、功率以及頻率的穩(wěn)定性，在不影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了能量的高效回收利用。

圖1電車能量回收裝置的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2電車能量回收裝置的連接原理圖。圖中:1為交流母線的輸入端，11為旁通路，2為直流母線的輸入端，3為交流母線的輸出端，4為靜態(tài)切換開關(guān)，5為整流器，51為整流器的輸出端，52為整流器的控制端，6為逆變器，7為開關(guān)，8為單向DC-DC變換器，81為單向DC-DC變換器的輸出端，9為功率分配控制器，10為電車能量回收裝置本體。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，一種電車能量回收裝置，包括交流母線輸入端1、直流母線輸入端2和交流母線輸出端3，從交流母線的輸入端I至輸出端2依次連接有整流器5、逆變器6和開關(guān)7，直流母線的輸入端2通過單向DC-DC變換器8與整流器5的輸出端51連接，整流器5還設(shè)有控制端52，整流器5的控制端51與單向DC-DC變換器8的輸出端81連接、它們之間設(shè)有功率分配控制器9 ;在交流母線I首尾端連接有旁通路11，該通路11上設(shè)有靜態(tài)切換開關(guān)4 ;功率分配控制器9的輸出端與整流器5的控制端52連接、其輸入端與單向DC-DC變換器8的輸出端81連接。電車正常運(yùn)行且處于非制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，市電經(jīng)交流母線由電車能量回收裝置的交流母線輸入端I進(jìn)入，經(jīng)過整流器5，逆變器6與開關(guān)7，通過電車能量回收裝置的交流母線輸出端3輸出至站內(nèi)的負(fù)載端。此時(shí)功率分配器9將自動(dòng)分配功率,使得負(fù)載需要的功率來自市電的交流母線。 電車正常運(yùn)行且處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，市電經(jīng)交流母線由電車能量回收裝置的交流母線輸入端I進(jìn)入，電車系統(tǒng)的直流母線由電車能量回收裝置的直流母線輸入端2進(jìn)入，經(jīng)電車能量回收裝置的單向DC-DC變換器8進(jìn)行直流電壓轉(zhuǎn)換，兩者經(jīng)過并聯(lián)經(jīng)逆變器6再經(jīng)開關(guān)7通過交流母線輸出端3輸出至地鐵里的負(fù)載端，而電車能量回收裝置里的功率分配控制，9則檢測(cè)單向DC-DC變換器8的輸出功率，并通過功率分配器9的輸出控制整流器5，使整流器5的輸出功率相應(yīng)減少，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電車制動(dòng)過程中回收能量的充分利用。當(dāng)電車停止運(yùn)行或故障時(shí)，市電則經(jīng)電車能量回收裝置的交流母線輸入端I進(jìn)入，再直接經(jīng)過靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)4，輸出至電車能量回收裝置的交流母線輸出端3，以保證供電的可靠性。
權(quán)利要求1.一種電車能量回收裝置，其特征在于:包括交流母線輸入端(I)、直流母線輸入端(2 )和交流母線輸出端(3 )，從交流母線的輸入端(I)至輸出端(2 )依次連接有整流器(5 )、逆變器(6)和開關(guān)(7)，直流母線的輸入端(2)通過單向DC-DC變換器(8)與整流器(5)的輸出端(51)連接，所述的整流器(5)還設(shè)有控制端(52)，整流器(5)的控制端(51)與單向DC-DC變換器(8 )的輸出端(81)連接、它們之間設(shè)有功率分配控制器(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電車能量回收裝置，其特征在于:在交流母線(I)首尾端連接有旁通路(11)，該通路(11)上設(shè)有靜態(tài)切換開關(guān)(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電車能量回收裝置，其特征在于:所述的功率分配控制器(9)的輸出端與整流器(5)的控制端(52)連接、其輸入端與單向DC-DC變換器(8)的輸出端(81) 連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電車能量回收裝置，其中，包括交流母線輸入端、直流母線輸入端和交流母線輸出端，從交流母線的輸入端至輸出端依次連接有整流器、逆變器和開關(guān)，直流母線的輸入端通過單向DC-DC變換器與整流器的輸出端連接，所述的整流器還設(shè)有控制端，整流器的控制端與單向DC-DC變換器的輸出端連接、它們之間設(shè)有功率分配控制器。本實(shí)用新型通過接入電車系統(tǒng)的直流母線、市電交流母線，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換和能量分配，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電車制動(dòng)過程中的能量高效回收，提高了站內(nèi)供電系統(tǒng)的能源利用效率。
文檔編號(hào)H02J3/38GK203103981SQ20122071798
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者莊光前 申請(qǐng)人:廣州市昌菱電氣有限公司