双动力源地铁电传动钢轨打磨车及其动力切换方法技术

本发明专利技术公开了一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车及其动力切换方法，包括动力车，以及与动力车相连的作业车。动力车设置有受电弓和内燃发电机组，作业车设置有进行打磨作业的打磨小车。钢轨打磨车使用接触网作为整车动力来源，或使用内燃发电机组作为整车动力来源。钢轨打磨车在地铁有电区直接通过受电弓从接触网取电，再经过整流逆变后分别为牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电；或在无电区通过内燃发电机组发电，再经过整流逆变后分别为牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电。本发明专利技术既可以通过地铁接触网取电，也可以在无电区采用内燃动力作为整车动力来源进行走行及打磨作业，实现了地铁钢轨打磨车走行与打磨作业过程的全电驱。

【技术实现步骤摘要】
双动力源地铁电传动钢轨打磨车及其动力切换方法
本专利技术涉及一种铁路工程和维护车辆，尤其是涉及一种应用于铁路工程和设备维护领域带双动力源的地铁电传动钢轨打磨车及其动力切换方法。
技术介绍
地铁线路具有大量隧道区段，现有地铁钢轨打磨车均采用内燃动力作为整车动力来源，在地铁隧道打磨作业时，内燃机尾气难以排出，大量有毒气体和粉尘对作业人员的身体健康带来很大伤害。同时，导致功率降低、影响整车其他系统正常工作。地铁钢轨打磨车装机功率较大，燃料消耗量巨大，导致打磨作业成本难以降低。现有地铁钢轨打磨车大多采用静液压传动走行技术，其使用的液压油具有泄露污染环境和火灾隐患。目前，在现有技术中，与本专利技术较为接近的技术方案是本申请人于2012年02月13日申请，并于2012年07月04日公开，公开号为CN102535280A的中国专利技术专利《一种混合动力钢轨打磨车》。该专利技术的混合动力钢轨打磨车应用于大型轨道工程领域具有混合动力的钢轨打磨列车作业，钢轨打磨车包括：内燃机驱动动力车、电力驱动动力车和一节以上的拖车，拖车上安装有打磨装置，混合动力钢轨打磨车在有电区或隧道区间工作时通过电力驱动动力车的受电弓从接触网取电，经过变压器降压，并经过变流器整流、逆变成三相变频变压的交流电，为牵引电机和打磨装置提供所需的动力。混合动力钢轨打磨车在无电区切换到内燃机发电机组合模式，为混合动力钢轨打磨车的走行和打磨装置提供所需的动力。该专利技术解决了现有打磨车作业和燃烧效率低、排放污染严重，以及使用和维护成本高的技术问题，使打磨车在有、无电区和隧道区实现全路段无缝作业。但是，该专利技术描述的混合动力钢轨打磨车限定在国铁电气化线路使用，其接触网电压为25KVA。同时，混合动力钢轨打磨车的整车由多节车组成，内燃驱动车与电力驱动车分别在不同的车上，不利于整车的精简化设计，在无电区采用液压传动提供走行动力。因此，现有技术中的现有地铁打磨车还存在以下技术缺陷：(1)现有地铁打磨车采用内燃动力，在隧道内工作时尾气无法排除，严重污染环境，危害行车人员身体健康；(2)现有地铁打磨车采用内燃机作为动力，燃料消耗量大，打磨作业成本高；(3)现有地铁打磨车采用静液压走行系统，其使用的液压油极易污染环境，且存在一定的火灾隐患。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车及其动力切换方法，既可以通过地铁接触网取电作为整车动力来源进行走行及打磨作业，也可以在无电区采用内燃动力进行走行及打磨作业，实现了地铁钢轨打磨车走行与打磨作业过程的全电驱。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车的技术实现方案，双动力源地铁电传动钢轨打磨车，包括：动力车，以及与所述动力车相连的作业车。所述动力车设置有受电弓和内燃发电机组，所述作业车设置有进行打磨作业的打磨小车。所述钢轨打磨车使用接触网作为整车动力来源，或使用所述内燃发电机组作为整车动力来源，两种动力来源之间能实现不停机转换。所述钢轨打磨车在地铁有电区直接通过所述受电弓从所述接触网取电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电；或所述钢轨打磨车在地铁无电区通过所述内燃发电机组发电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电。优选的，所述动力车设置有高压柜、整流柜、制动电阻、波磨与轨廓检测系统、控制柜、牵引电机、电抗器和逆变系统，所述逆变系统进一步包括打磨逆变器、辅助逆变器和牵引逆变器；来自于所述接触网的直流电源通过所述受电弓和高压柜引入所述动力车内供给所述逆变系统；所述整流柜将来自于所述内燃发电机组的交流电经过整流后转变为直流电供所述逆变系统使用；所述牵引逆变器、打磨逆变器和辅助逆变器将两套动力来源的电源逆变为不同系统所需的交流电分别供给对应的所述牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统使用；来自于所述高压柜的电流经过所述电抗器过滤平波进入所述牵引逆变器，所述牵引逆变器将直流电逆变为变频变压的交流电供所述牵引电机使用，通过控制所述牵引逆变器的输出特性控制所述钢轨打磨车的整车牵引力；所述打磨小车的电源由所述打磨逆变器提供；所述制动电阻与所述牵引逆变器相连，当所述牵引电机处于制动发电工况，通过所述制动电阻对制动产生的电能进行消耗；所述控制柜设置在所述动力车的中部电气室，用于对所述钢轨打磨车进行控制。优选的，所述动力车还包括波磨与轨廓检测系统，所述波磨与轨廓检测系统设置在所述动力车的下部。所述波磨与轨廓检测系统分别对钢轨的波浪磨耗和钢轨轮廓进行检测，为所述打磨系统提供辅助判别，为所述打磨系统的打磨控制参数修正提供依据。优选的，所述作业车设置有：用于消除所述钢轨打磨车上火灾隐患的消防水系统，所述消防水系统进一步包括水箱、消防水盘和消防泵站；用于消除钢轨打磨作业中粉尘的轨枕喷淋系统；用于对钢轨打磨作业过程进行控制的打磨控制间；用于实现所述作业车走行功能的无动力转向架；用于对钢轨打磨作业中的打磨粉尘进行收集的集尘器；用于控制所述打磨小车的磨头角度偏转的打磨液压系统；位于所述作业车后部的后端司机室。优选的，所述钢轨打磨车还包括辅助负载，所述接触网和所述内燃发电机组并联作为动力源分别为所述牵引电机、打磨小车的打磨电机，以及辅助负载供电。当通过所述接触网供电时，受电弓从接触网获取电能，电能经过所述高压柜后，再通过所述电抗器、牵引逆变器为所述牵引电机供电，通过所述打磨逆变器为所述打磨电机供电，通过所述辅助逆变器为所述辅助负载供电。当通过所述内燃发电机组供电时，所述内燃发电机组发出的电能依次经过所述整流柜、高压柜后，再通过所述电抗器、牵引逆变器为所述牵引电机提供电源，通过所述打磨逆变器为所述打磨电机供电，通过所述辅助逆变器为所述辅助负载供电。所述牵引电机将电能转换成机械能，通过齿轮箱传递至轮对，驱动所述钢轨打磨车前进，在所述钢轨打磨车制动时，所述牵引电机处于发电工况，将车轮的机械能转化成电能，通过所述牵引逆变器转换，将电能通过所述制动电阻转换为热能，耗散在空气中。优选的，所述钢轨打磨车仅包括一节动力车，以及与所述动力车相连的一节作业车。本专利技术还另外具体提供了一种基于上述钢轨打磨车的双动力源地铁电传动钢轨打磨车动力切换方法的技术实现方案，钢轨打磨车的双动力源地铁电传动钢轨打磨车动力切换方法，包括：从接触网切换至内燃发电机组的供电过程和从内燃发电机组切换至接触网的供电过程。在钢轨打磨车处于初始状态时采用从所述接触网进行供电，当需要切换至所述内燃发电机组供电时，按照以下步骤进行切换：闭合所述受电弓与所述整流柜之间的直流接触器；启动所述内燃发电机组运行；控制柜通过所述接触网的反馈电网电压BV1自动调节所述内燃发电机组的发电机励磁电压，使所述整流柜的输出电压BV2由最低值(DC1000V)达到BV1+V，其中V为一设定的门槛电压值；当所述整流柜的输出电压BV2达到BV1+V时，对所述钢轨打磨车的动力源进行切换：断开快速直流断路器，切断所述受电弓自所述接触网接入的电源，切换完成。在钢轨打磨车处于初始状态时采用所述内燃发电机组供电，当需要切换至所述接触网供电时，按下列步骤进行切换：所述受电弓执行升弓操作；所述控制柜通过所述接触网的反馈电网电压BV1自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车，其特征在于：包括动力车(100)，以及与所述动力车(100)相连的作业车(200)；所述动力车(100)设置有受电弓(1)和内燃发电机组(4)，所述作业车(200)设置有进行打磨作业的打磨小车(19)；所述钢轨打磨车使用接触网(300)作为整车动力来源，或使用所述内燃发电机组(4)作为整车动力来源，两种动力来源之间能实现不停机转换；所述钢轨打磨车在地铁有电区直接通过所述受电弓(1)从所述接触网(300)取电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电；或所述钢轨打磨车在地铁无电区通过所述内燃发电机组(4)发电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车，其特征在于：包括动力车(100)，以及与所述动力车(100)相连的作业车(200)；所述动力车(100)设置有受电弓(1)和内燃发电机组(4)，所述作业车(200)设置有进行打磨作业的打磨小车(19)；所述钢轨打磨车使用接触网(300)作为整车动力来源，或使用所述内燃发电机组(4)作为整车动力来源，两种动力来源之间能实现不停机转换；所述钢轨打磨车在地铁有电区直接通过所述受电弓(1)从所述接触网(300)取电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电；或所述钢轨打磨车在地铁无电区通过所述内燃发电机组(4)发电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电；所述动力车(100)设置有高压柜(2)、整流柜(3)、制动电阻(5)、波磨与轨廓检测系统(7)、控制柜(8)、牵引电机(9)、电抗器(12)和逆变系统，所述逆变系统进一步包括打磨逆变器(6)、辅助逆变器(10)和牵引逆变器(11)；来自于所述接触网(300)的直流电源通过所述受电弓(1)和高压柜(2)引入所述动力车(100)内供给所述逆变系统；所述整流柜(3)将来自于所述内燃发电机组(4)的交流电经过整流后转变为直流电供所述逆变系统使用；所述牵引逆变器(11)、打磨逆变器(6)和辅助逆变器(10)将两套动力来源的电源逆变为不同系统所需的交流电分别供给对应的所述牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统使用；来自于所述高压柜(2)的电流经过所述电抗器(12)过滤平波进入所述牵引逆变器(11)，所述牵引逆变器(11)将直流电逆变为变频变压的交流电供所述牵引电机(9)使用，通过控制所述牵引逆变器(11)的输出特性控制所述钢轨打磨车的整车牵引力；所述打磨小车(19)的电源由所述打磨逆变器(6)提供；所述制动电阻(5)与所述牵引逆变器(11)相连，当所述牵引电机(9)处于制动发电工况，通过所述制动电阻(5)对制动产生的电能进行消耗；所述控制柜(8)设置在所述动力车(100)的中部电气室，用于对所述地铁钢轨打磨车进行控制。2.根据权利要求1所述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车，其特征在于：所述动力车(100)还包括波磨与轨廓检测系统(7)，所述波磨与轨廓检测系统(7)设置在所述动力车(100)的下部；所述波磨与轨廓检测系统(7)分别对钢轨的波浪磨耗和钢轨轮廓进行检测，为所述打磨系统提供辅助判别，为所述打磨系统的打磨控制参数修正提供依据。3.根据权利要求1或2所述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车，其特征在于，所述作业车(200)设置有：用于消除所述钢轨打磨车上火灾隐患的消防水系统，所述消防水系统进一步包括水箱(16)、消防水盘(17)和消防泵站(21)；用于消除钢轨打磨作业中粉尘的轨枕喷淋系统(13)；用于对钢轨打磨作业过程进行控制的打磨控制间(14)；用于实现所述作业车(200)走行功能的无动力转向架(15)；用于对钢轨打磨作业中的打磨粉尘进行收集的集尘器(18)；用于控制所述打磨小车(19)的磨头角度偏转的打磨液压系统(20)；位于所述作业车(200)后部的后端司机室(22)。4.根据权利要求3所述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马世宏，李石平，朱红军，张高锋，肖小山，王华，郭平，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43