[发明专利]一种多动力源交流传动机车电路拓扑结构

说明书

本发明公开了一种多动力源交流传动机车电路拓扑结构，属于轨道交通的技术领域，包括电网供电系统、中间直流电网和辅助交流电网，还包括至少两套柴油发电机供电系统、至少一套储能供电系统，各所述发电机供电系统、各所述储能供电系统和电网供电系统均与所述中间直流电网连接；所述中间直流电网上连接有至少一组牵引动力装置和至少一组制动电阻装置，且中间直流电网通过至少一组转换电路接入至所述辅助交流电网并对其供电，辅助交流电网连接有辅助供电电路，以达到对机车提供多种动力源，提高机车运行可靠性且保证整个机车工作更加经济的目的。

技术领域

本发明属于轨道交通的技术领域，具体而言，涉及一种多动力源交流传动机车电路拓扑结构。

背景技术

现有交流传动机车采用一套柴油发电机组或一套电力牵引供电系统作为机车动力装置，一旦动力装置和相关的控制装置出现故障将导致机破故障，特别是采用主辅一体化的客运机车。

双动力源机车或动车组采用内燃和电力两种动力源，既装备有纯电力牵引用的受电弓和电力牵引装置，也装备有采用柴油机驱动的内燃电传动牵引装置。其特点是机车既能运用于电气化铁路，又能运用于非电气化铁路。当机车运用于电气化铁路时，采用电力牵引模式，电能通过受电弓，经过变压、整流和逆变后，传递给牵引电机，驱动机车运行；当机车运用于非电气化铁路时，采用内燃机牵引模式，柴油发电机组产生交流电，经整流和逆变后供给牵引电机，驱动机车运行。

混合动力机车或动车组采用柴油机组和动力电池作为动力源，两种动力源可以在中间直流环节混合，同时向主传动系统和辅助传动系统供电；也可以柴油机停机纯电池供电，由蓄电池单独向主传动系统和辅助传动系统供电；纯柴油机工况，由柴油发电机组单独向主传动系统和辅助传动系统供电，同时多余的电给蓄电池充电。

以上技术的运用，电网供电、柴油机组、动力电池等动力装置均为单一配置，没有经过多重动力源的优化组合以发挥各种动力装置的优势。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种多动力源交流传动机车电路拓扑结构以达到对机车提供多种动力源，提高机车运行可靠性且保证整个机车工作更加经济的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种多动力源交流传动机车电路拓扑结构，包括电网供电系统、中间直流电网和辅助交流电网，还包括至少两套发电机供电系统、至少一套储能供电系统，各所述发电机供电系统、各所述储能供电系统和电网供电系统均与所述中间直流电网连接；所述中间直流电网上连接有至少一组牵引动力装置和至少一组制动电阻装置，且中间直流电网通过至少一组转换电路接入至所述辅助交流电网并对其供电，辅助交流电网连接有辅助供电电路，以达到对机车提供多种动力源，提高机车运行可靠性。

进一步地，所述发电机供电系统包括柴油机、发电机、整流装置和转换开关，所述柴油机驱动所述发电机，发电机的输出端与整流装置连接，整流装置的输出端与所述中间直流电网之间串接有所述转换开关,多套柴油机组的采用，增大了柴油机的选择范围，降低了柴油机的选型难度，降低了动力装置的集成成本；更利于柴油发电机组的模块化集成度，便于维护。

进一步地，所述发电机设为异步交流发电机或同步交流发电机，采用异步交流发电机，具有重量轻、可靠性高、维护量小的特点。

进一步地，所述储能供电系统包括储能装置、第一直流变换器和转换开关，所述储能装置与第一直流变换器连接，第一直流变换器所述中间直流电网之间串接有所述转换开关。

进一步地，所述储能装置设为动力电池或超级电容。

进一步地，所述牵引动力装置包括牵引电机和牵引变流器，所述牵引电机通过牵引变流器接入至所述中间直流电网以作为牵引动力或能量回收。

进一步地，所述制动电阻装置包括制动电阻和第二直流变换器，所述制动电阻通过第二直流变换器接入至所述中间直流电网，以将多余的制动能量通过第二直流变换器消耗在制动电阻上。