[发明专利]一种城轨车辆辅助系统

说明书

本发明公开了一种城轨车辆辅助系统，包括第一DC/DC变换器和辅助设备电机本体，还包括电子开关调节电路和直流母线，所述辅助设备电机本体为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器接入直流母线，辅助设备电机本体的电源端通过所述电子开关调节电路连接所述直流母线。本发明具有以下显著特点：摒除了笨重低效的工频变压器，减少了电能变换次数，提高了系统效率，减少了系统体积和重量。不必考虑接入母线的频率与相位同步问题，控制简单。中压直流母线通过正负直流电缆传输电能，节约了传输成本，可充分利用导线半径，大大降低损耗，提升传输效率。采用直流无刷电机，节能效果非常明显，能够实现超静音运行，大大降低了辅助系统的噪音。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种城轨车辆辅助系统。

背景技术

辅助系统是城轨车辆的重要组成部分，担负着除城轨车辆牵引系统主电路以外各种装置的供电任务与控制，主要为辅助设备电机本体如空调、压缩机、风机等辅助设备的电机本体提供交流电源（如在地铁中，该交流电源为3AC380V/50Hz），为辅助直流设备如蓄电池、照明等提供直流电源（如在地铁中，该直流电源为DC110V）。

如图1和图2所示，现有城轨车辆辅助系统采用工频变压器或重复的交直交变换，存在装置体积大、重量重、效率低、噪声大等问题。且一列城轨车辆中并联的辅助逆变器输出的3AC380V/50Hz交流电接入辅助交流母线时需要考虑频率与相位同步等问题，导致辅助系统控制的复杂度大。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于直流微网技术的城轨车辆辅助系统，辅助系统效率高，体积重量小，噪声低，控制简单。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种城轨车辆辅助系统，包括第一DC/DC变换器和辅助设备电机本体，其结构特点是还包括电子开关调节电路和直流母线，所述辅助设备电机本体为直流电机；城轨车辆供电网的直流输出端通过第一DC/DC变换器接入直流母线，辅助设备电机本体的电源端通过所述电子开关调节电路连接所述直流母线。

进一步地，还包括第二DC/DC变换器，第二DC/DC变换器的输入端与直流母线相连，第二DC/DC变换器的输出端连接直流负载。

作为一种优选方式，所述直流负载为蓄电池和/或照明装置。

作为一种优选方式，所述第一DC/DC变换器包括从输入端至输出端依次相连的第一逆变器、第一高频变压器、第一整流电路。

作为一种优选方式，所述第二DC/DC变换器包括从输入端至输出端依次相连的第二逆变器、第二高频变压器、第二整流电路。

作为一种优选方式，所述城轨车辆为地铁车辆，所述供电网直流输出端的电压为1500V，直流母线的电压为700V。

作为一种优选方式，所述辅助设备电机本体为直流无刷电机。

与现有技术相比，本发明具有以下显著特点：

（1）摒除了笨重低效的工频变压器，减少了电能变换次数，使变换过程中损耗的能量更少，从而提高了系统效率，减少了系统体积和重量。

（2）不必考虑接入母线的频率与相位同步问题，控制更加简单。

（3）中压直流母线通过正负直流电缆传输电能，与三相交流电缆相比，不仅节约了传输成本，而且因直流输电不存在趋肤效应和邻近效应，可充分利用导线半径，大大降低损耗，提升传输效率。

（4）采用直流无刷电机，其转子使用永磁材料，节能效果非常明显，且直流电机转子通过永磁场来驱动，能够实现超静音运行，大大降低了辅助系统的噪音。

附图说明

图1为现有城轨车辆辅助系统结构原理图一。