[发明专利]相互独立互为冗余的车载配电网

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于高速轨道列车的车载电源配电电网。

技术背景

公知技术中，现行的各种轨道交通工具，大多采用传统的发电机供电或外部输电线路长期供电，最多考虑主配电加应急配电网络，不需要考虑配有四套冗余的电网供电，其配电网络相对简单。不考虑同一工作模块上各工作点负载需分别接入相互独立的供电网，一旦主电网有故障，所有负载将全部停止工作。因为车上有多组相互独立的靠切割磁力线发电的直线发电机，如果采用传统的配电网络，只有一套主电网，一旦某组直线发电机或负载故障，将影响整个配电网络。若仅有一组应急电源供通信系统使用，这对于高速运行的列车来说是非常危险的，因此，传统的配电方法用在高速磁浮列车上就无法解决列车平稳运行和应急安全的问题。

传统的各种轨道交通工具配电方式通常是主电源-短路保护装置-汇流装置-用电负载。其配电方式要求有长期接触式的供电线路或带传动装置的发电机供电。这种需要带传动装置的发电机，既占用大量的空间又增加重量，还必须消耗大量的能源，那就失去了高速车节能的目的。如果使用有长期接触式的供电线路，受输电线的影响就无法实现列车悬浮并高速运行。

传统的各种轨道交通工具配电方式无法管理多组独立的蓄电池组，也不能实现蓄电池的大容量供电。传统的配电方式无法处理多个相互独立的直线发电机。

发明内容

本发明目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种在某一套电网有故障时，其它电网能提供稳定直流电供给电网维持列车安全运行，具有备用和紧急电源，能够通过受流器短时外部供电，外部供电仅在列车进站或出站时才使用的相互独立互为冗余的车载电源电网。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种相互独立互为冗余的车载配电网，包括：由受流器、外部供电电网分配器、直线发电机、升压斩波器、蓄电池组、车载电网开关箱组成的主电网和连接主电网的分电网，其特征在于：四套相互独立、互为冗余的主电网分别给不同位置的车载电网负载供电和短时自动连接外部供电轨供电的自动受流器；每套主电网配有一套蓄电池组，且各设有相互独立互为冗余的分电网；一个主电网单元至少由一个连接外部供电线路和发电机的升压斩波器和一路蓄电池充放电线路，以及对应连接升压斩波器的直线发电机组分别组成，外部供电轨直流电通过可自动伸缩受流器，经外部供电车载电网分配器输入至升压斩波器供给电网，当直线发电机被启动发电并将发出的电输送至升压斩波器时，该升压斩波器将直线发电机提供的交流电与外部供电轨提供的直流电处理成稳定的直流电供给电网输送给车载电网负载设备；其中，与车载电网开关箱连接的蓄电池，在列车正常运行时由升压斩波器对其进行充放电管理，并在应急时，通过车载电网开关箱对电网供电。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明同一系统具有的四套相互独立互为冗余的车载主电网可分别为不同位置的悬浮、导向电磁铁、空调KLM等车载电网负载供电，能够保证在某一套电网故障时、其它电网能维持列车的安全运行。而且可以把应急用的蓄电池组分成相互独立的四组，能采用独立的充、放电网进行充电和放电管理，增大了整车蓄电池的总容量和安全性，便于紧急时有足够的电能供列车使用。

列车只在进出站由外部供电，沿途不设列车供电线路网，车上不设由传动机构驱动的发电机；独立的直线发电机在列车正常运行自主发电。每五个直线发电机由一个升压斩波器处理，可以将直线发电机分成多组，且相互独立，一旦某组配电网故障，不影响整车运行安全。

全车有四组作为应急备用电源的镍氢蓄电池组，为列车在牵引系统失效时的安全制动、通讯、控制、照明、逃生系统提供电源。节约列车空间、减少了车身重量。

采用的升压斩波器除将直线发电机提供的交流电与外部供电轨提供的直流电处理成稳定的直流电外，还能对镍氢蓄电池充放电进行管理。解决了现有技术一套主电网，在某个直线发电机或负载出现故障，影响整个配电网络的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。所有这些构思应视为本发明所公开的内容和保护范围。

图1是本发明实施例的主配电网组成结构示意图。

图2是本发明一个主配电网单元的供电结构原理图。

图3是本发明冗余配电网络结构示意图。

图4是本发明配电网1结构示意图。

图5是本发明配电网2结构示意图。

图6是本发明配电网3结构示意图。

图7是本发明配电网4结构示意图。

具体实施方式