[发明专利]直流辅助供电系统

说明书

本申请提供一种直流辅助供电系统，包括：设置在轨道车辆上的高压直流母线、中压直流母线和低压直流母线，连接在高压直流母线和中压直流母线之间的直流辅助变流器，连接在中压直流母线和低压直流母线之间的直流充电机；高压直流母线连接至接触网或第三轨，该高压直流母线为轨道车辆的牵引电机供电，并经直流辅助变流器为中压直流母线供电；中压直流母线为轨道车辆上各个中压负载供电，并经直流充电机为低压直流母线供电，中压负载包括变频空调；低压直流母线为轨道车辆的110V等级的蓄电池和负载供电。本申请能够有效减少电能变换的环节、降低电能损耗并提高辅助系统的运行效率，能够降低整个辅助系统的运行成本并提高其节能效果。

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种直流辅助供电系统。

背景技术

牵引-辅助系统是轨道车辆的重要车载设备，其中的牵引系统以牵引变流器为核心装置，用于为列车整车提供牵引动力；而辅助系统则是以辅助变流器为核心，用于为列车整车空调、空气压缩机、冷却风机等三相负载和部分单相负载提供交流电源。

现有的轨道车辆的辅助系统通常采用工频变压器隔离方式，在直流电逆变成三相交流电后，三相交流电由工频变压器转换为三相工频电源输出。由于工频变压器不利于减重，后又开发出中频拓扑的辅助变流器，先将直流电逆变为单相中频交流电，经中频变压器隔离变压后整流得到低压直流，再由三相逆变器输出三相工频电源。参见图1，前述两种辅助系统多采用交流输出并联的方式为负载供电，交流负载主要有空调、充电机、冷却风机等设备。

然而，无论是现有技术中的哪一种辅助系统，因充电机多采用不控整流方式将380V交流整为直流再进行dc/dc变换，一方面多了一级整流功率转换增加了损耗，另一方面不控整流给380V交流母线带来了谐波污染，另外，由于目前轨道车辆采用变频空调技术俨然已成为一种趋势，然而考虑成本因素，变频空调前端通常采用不控整流，因此，与前述的充电机一样，同样存在效率低下和谐波污染问题，限制了变频空调在轨道车辆的推广应用。使得当前的辅助系统的结构在面对节能高效的迫切需求时的提升空间有限，且在灵活性上也捉襟见肘。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种直流辅助供电系统，能够有效减少电能变换的环节、降低电能损耗并提高辅助系统的运行效率，进而能够降低整个辅助系统的运行成本并提高其节能效果。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

本申请提供一种直流辅助供电系统，包括：

设置在轨道车辆上的高压直流母线、中压直流母线和低压直流母线，连接在所述高压直流母线和中压直流母线之间的直流辅助变流器，连接在所述中压直流母线和低压直流母线之间的直流充电机，其中，所述高压直流母线的电压等级为750V以上，所述中压直流母线的电压等级为600V至700V之间，所述低压直流母线的电压等级为110V；

所述高压直流母线连接至接触网或第三轨，且该高压直流母线用于为所述轨道车辆的牵引电机供电，并经所述直流辅助变流器为所述中压直流母线供电；

所述中压直流母线用于为所述轨道车辆上各个中压负载供电，并经所述直流充电机为所述低压直流母线供电，其中，所述中压负载包括变频空调；

所述低压直流母线用于为所述轨道车辆的110V等级的蓄电池和110V等级的负载供电。

进一步地，还包括：连接在所述高压直流母线上的牵引逆变器；

所述高压直流母线为所述牵引逆变器供电；

所述牵引逆变器输出三相交流电，为所述牵引电机供电。

进一步地，还包括：连接在所述高压直流母线上并用于为该高压直流母线进行辅助供电的高压储能装置。

进一步地，还包括：至少一个高压直流开关装置；