[发明专利]矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构

权利要求书

1.一种矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构，其特征在于，主要包括蓄电池、超级电容、第一DC-DC变换器、第二DC-DC变换器、逆变电路、驱动电机；

所述第一DC-DC变换器的一端与蓄电池串联、另一端与逆变电路并联，所述第二DC-DC变换器的一端与超级电容串联、另一端与逆变电路并联，所述逆变电路的输出端与驱动电机串联；

当所述矿用蓄电池电机车处于牵引驱动状态时，所述蓄电池与超级电容为电机车供电，所述驱动电机为三级定子绕组；当所述矿用蓄电池电机车处于停车充电模式时，所述驱动电机为三相隔离变压器，与逆变电路重构成电机车的充电电路。

2.根据权利要求1所述的矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构，其特征在于，所述第一DC-DC变换器采用DC-DC变换开关器件VT11，第二DC-DC变换器采用DC-DC变换开关器件VT12，VT11与VT12均包括IGBT管、二极管，二极管正向并联在IGBT管的发射极与集电极之间。

3.根据权利要求1所述的矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构，其特征在于，所述逆变电路包括开关器件VT1—VT6，VT1—VT6均包括IGBT管、二极管，二极管正向并联在IGBT管的发射极与集电极之间；VT1与VT4串联，VT2与VT6串联，VT5与VT2串联，VT1、VT3、VT5并联，VT4、VT6、VT2并联，组成三相电压型逆变桥。

4.根据权利要求1所述的矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构，其特征在于，所述驱动电机采用三相双绕组永磁同步电动机，A相的a₁-a₁’、a₂-a₂’绕组通过一开关S_A同向串联，B相的b₁-b₁’、b₂-b₂’绕组通过一开关S_B同向串联，C相的c₁-c₁’、c₂-c₂’绕组通过一开关S_C同向串联；

当所述矿用蓄电池电机车处于牵引驱动状态时，开关S_A、S_B、S_C闭合，a₁、b₁、c₁分别连接到逆变电路的交流输出侧组成三级定子绕组；

当所述矿用蓄电池电机车处于停车充电模式时，开关S_A、S_B、S_C打开，a₁、b₁、c₁分别连接到逆变电路的交流输出侧，a₁’、b₁’、c₁’并联作为变压器副边的中点；a₂、b₂、c₂分别连接到三相交流电网，a₂’、b₂’、c₂’并联作为变压器原边的中点，组成三相隔离变压器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构，其特征在于，主要包括蓄电池BT、超级电容SC、电阻Rb、R、电感L、DC-DC变换开关器件VT11、VT12、逆变器开关器件VT1—VT6、三相双绕组永磁同步电动机PMSM；

电阻Rb与蓄电池BT串联，VT11的集电极与Rb的一端并联、发射极与VT12的集电极串联，VT12的发射极与BT的负极并联，电阻R、电感L与超级电容SC依次串联，R的另一端与VT12的集电极并联，超级电容SC的另一端与VT12的发射极并联，VT1—VT6组成三相电压逆变桥，三相电压逆变桥的直流输入侧并联在蓄电池BT的两端、交流输出侧连接三相双绕组永磁同步电动机PMSM。

6.根据权利要求1至4任一项所述的矿用蓄电池电机车车载充电及驱动一体化电路结构，其特征在于，还包括能量分配控制器，分别与第一DC-DC变换器、第二DC-DC变换器连接，用于控制蓄电池BT和超级电容SC的充放电。