[发明专利]高速动车组动力牵引和再生制动的能量储放电系统

权利要求书

1.一种高速动车组动力牵引和再生制动的能量储放电系统，包括车外充电电路、动力牵引电路、制动电路和辅助变流电路，其特征在于：电路箱内的压力开关K1、K2、K3和K4设在箱体的外缘上，所述压力开关K1与车外充电电路相连，且K1通过不控二极管与车载能量储放电路即主电路输入端相连；所述压力开关K2分别与主变流器的输出端和牵引逆变器相连，并通过逆变器给牵引电动机供电；所述压力开关K3与发电机变流器相连，且K3通过不控二极管与主电路输入端相连；所述压力开关K4分别与主电路输出端和辅助逆变器相连，所述辅助逆变器输至变压器、蓄电池充电机后分成两路，一路经可控二极管给蓄电池充电，另一路给车内直流供电；

所述车外充电电路的充电架固定在站台上，充电机固连在充电架上；由三相交流电输入充电机交流电，经整流后再经跨接在电路正负极间的中间直流滤波电容Cd，将直流电压Ud，经压力开关K1输至主电路的输入端；

所述制动电路是由制动发电机发出的交流电，经制动变流器、不控二极管、压力开关K3，将直流电回馈至主电路的输入端，由于制动变流器的电压波动起伏大，引起主电路输入端电压急剧上升，会瞬间击穿电路元件，因此在电路输入端跨接了斩波调阻器，当输入端电压高于电容组的上限电压时，接通斩波器VT_d，此时吸能电阻R_d，降低了回馈输入电压；

主电路的线路结构是，当跨接在电路正负极间电压传感器的电压低于超级电容组的额定电压时，开始给超级电容组充电；

当超级电容组的电压高于高能蓄电池组充电电压的下限时，控制器的输出信号接通双向开关晶闸管VT₁的栅极，电流便通过电流传感器、双向开关晶闸管VT₁和续流二极管 VD₂给高能蓄电池组充电；

当电能充满高能蓄电池组时，跨接在主电路正负极间电压传感器的电压等于跨接在高能蓄电池组两端电压传感器的电压，控制器的输出信号接至双向开关的晶闸管VT₁的栅极，断开晶闸管VT₁，接通晶闸管VT₂，高能蓄电池组通过电流传感器、晶闸管VT₂和续流二极管VD₁向电路的输出端供电，此时，只有超级电容组继续参与整流和输出；

当输出端需要长时间稳定电流输出，或仅依靠超级电容组无法满足需要时，超级电容组在短时间内达到满功率输出，使瞬间的电压起伏完全被超级电容组所储存，所述超级电容组可做为能量滤波器使用，能够尽可能大地向主电路输出端输出电能，满足高能量的要求，承担瞬间的过电压、欠电压，同时避免瞬时的电压跌落，使得瞬间制动发电机发出的能量反馈的波动电流，完全被电容组所储存，承担能量滤波器的作用；跨接在主电路正负极间的电解电容的高频滤波作用，进一步提高了直流电的质量。

2.根据权利要求1所述的高速动车组动力牵引和再生制动的能量储放电系统，其特征在于：

所述动力牵引电路是由主变流器输出的直流电经压力开关K2直接输至牵引逆变器，给牵引电动机供电。

3.根据权利要求1所述的高速动车组动力牵引和再生制动的能量储放电系统，其特在于：

所述辅助变流电路是由主电路输出的直流电，通过压力开关K4，经辅助逆变器和变压器输至蓄电池充电机，分别经可控二极管给蓄电池和车内直流用电供电，所述蓄电池包括锂离子电池组。

4.根据权利要求1或2所述的高速动车组动力牵引和再生制动的能量储放电系统，其特征在于：固定在站台上的车外充电电路，根据高速动车组设置的站间距离设定，设在跨接一个站间距离的站台上，或多个站间距离的站台上，根据高能蓄电池组和超级电容组的最佳匹配容量确定。