[发明专利]城市轨道交通双列车模拟系统

说明书

本发明属于电气化轨道交通和电力电子变流器技术领域，具体涉及一种城市轨道交通双列车模拟系统，包括：第一电压源、第二电压源、第一双向电流可控模块、第二双向电流可控模块、能量存储模块、接触网或第三轨和走行轨。电压源用以模拟牵引变电所，双向电流可控模块用以模拟列车并实现电流解耦，能量存储模块用以存储列车牵引能量或提供列车制动能量，接触网或第三轨用以连接牵引变电所与列车，走行轨用以提供列车电流回流路径。通过控制流过双向电流可控模块的电流，实现多工况组合的双列车动态取流过程模拟。本发明具有动态模拟双列车取流过程、列车组合运行工况多样、电流解耦方式简单、能量自主回馈等优点。

技术领域

本发明涉及电气化轨道交通和电力电子变流器技术领域，具体说是一种城市轨道交通双列车模拟系统。

背景技术

城市轨道交通因高效环保、轻便快捷等优点得以快速发展，地铁、轻轨和有轨电车等交通方式已成为解决交通拥堵问题、实现能源可持续发展的有效途径之一。而城市轨道交通列车作为运载主体，不具备经常停运进行测试的条件。所以，对列车特性进行模拟与仿真一直以来备受关注。

城市轨道交通列车模拟系统相比于真实列车具有测试便捷、价格低廉以及体积轻小的特点，成为城市轨道交通系统设备测试与检查的重要手段。传统城市轨道交通列车模拟系统由电阻或电流源组成，从牵引所汲取能量，模拟列车的牵引启动工作状态；或由电机组成，控制电机的角速度，从而控制电机电流幅值，模拟列车取流过程；或由软件进行列车牵引计算，绘制列车特性曲线，用以研究城市轨道交通系统的特性。

但传统城市轨道交通列车模拟系统因为自身设计的缺陷，存在以下几个技术问题：

1、采用电阻或电流源模拟的列车工况单一，仅能复现列车牵引启动工作状态，无法对单列车再生制动工作状态以及多列车组合工况进行模拟；而且电阻阻值固定，无法实现列车电流动态模拟。

2、采用电机模拟列车时，若列车数量增多，则电机的数量也增多，相对的电机控制方案也更为复杂。而且各电机的控制回路之间大部分需要通过隔离变压器进行隔离解耦，以保证安全。隔离变压器的数量、体积和成本等也会随着电机数量的增加而增加。

3、传统城市轨道交通列车模拟系统没有能量存储模块，多余的能量通过电阻等消耗，造成能量浪费，也带来温升问题。

4、采用软件对列车工作状态进行模拟，需要大量的历史数据支撑计算结果，而且不适用于现场实验测试。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种城市轨道交通双列车模拟系统，实现多工况组合的双列车动态取流过程模拟，具体技术方案如下：

一种城市轨道交通双列车模拟系统，包括第一电压源1、第二电压源2、第一双向电流可控模块3、第二双向电流可控模块4、能量存储模块5、接触网6和走行轨7；

所述第一电压源1的正极端子11通过接触网6与第一双向电流可控模块3的第一端子31、第二双向电流可控模块4的第一端子41连接，第一电压源1的负极端子12通过走行轨7与第一双向电流可控模块3的第二端子32、第二双向电流可控模块4的第二端子42连接，所述第一电压源1用于模拟供电区间左侧牵引变电所；

所述第二电压源2的正极端子21通过接触网6与第一双向电流可控模块3的第一端子31、第二双向电流可控模块4的第一端子41连接，第二电压源2的负极端子22通过走行轨7与第一双向电流可控模块3的第二端子32、第二双向电流可控模块4的第二端子42连接，所述第二电压源2用于模拟供电区间右侧牵引变电所；

所述第一电压源1和第二电压源2均为直流电压源；

所述第一双向电流可控模块3的第三端子33与能量存储模块5的第一端子51连接，第一双向电流可控模块3的第四端子34与能量存储模块5的第二端子52连接，所述第一双向电流可控模块3用于模拟双列车中第一列车的取流过程；