列车供电控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术包括一种列车供电控制装置，其包括：主电路单元，其包括第一供电回路，用于将单相交流输入经过整流、滤波后转换为直流电压输出，其中，在单相交流输入端处设置至少两个并联连接的真空接触器(KM1,KM2)，控制单元，其包括第一控制子系统，所述第一控制子系统中设置至少两个独立的驱动电路以分别驱动控制所述真空接触器，以在正常运行时，基于预先设定的条件来优先投切使用所述真空接触器中的一个或另一个。本发明专利技术将单真空接触器改为双真空接触器并联之后，可有效减少因接触器故障造成的列车供电系统停止工作，进一步提高整个系统的可靠性，从而提升旅客列车的舒适度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路系统，具体说设计用于增加列车供电系统安全度的列车供电控制 装置。
技术介绍
自铁路第五次大提速以来，基于集中供电、分散变流的DC600V列车供电系统正逐 步取代传统的空调发电车的作用，成为空调列车新型供电方式的主要发展方向。DC600V列 车供电系统采用集中整流分散变流的方式，即机车集中提供DC600V电源，客车进行分散变 流。 电力机车主变压器副边设置两个独立的列车供电绕组，输出单相AC860V电压到 DC600V列车供电系统，经整流后输出独立的两路DC600V电源提供给客车。系统设计容量为 2X400kW。客车上装有逆变器和充电机，逆变器将DC600V电压逆变成三相AC380V电压后 供给空调机组、通风机等负载，同时充电机将DC600V电压变换成DCllOV电压后供蓄电池充 电、照明和其他控制系统用电。因此DC600V列车供电系统的安全性和稳定性对旅客列车安 全运行和正常的服务工作具有极其重要的作用。 从现场的运用情况看，目前的列车供电系统中绝大部分元器件或者通过提高器件 等级，或者增加备份冗余的手段，使得整个列车供电系统的可靠性大大提高。但是，目前仍 存在不足的地方需要继续加强改进。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种列车供电控制装 置。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案： 根据本专利技术的一个实施例，提供一种列车供电控制装置，所述装置包括： 主电路单元，其包括第一供电回路，用于将单相交流输入经过整流、滤波后转 换为直流电压输出，其中，在单相交流输入端处设置至少两个并联连接的真空接触器 (KM1，KM2)， 控制单元，其包括第一控制子系统，所述第一控制子系统中设置至少两个独立的 驱动电路以分别驱动控制所述真空接触器，以在正常运行时，基于预先设定的条件来优先 投切使用所述真空接触器中的一个或另一个。 根据本专利技术的一个实施例，所述第一供电回路还包括串联在所述单相交流输入端 上的快速熔断开关（FU)以对整个供电系统进行快速熔断保护。 根据本专利技术的一个实施例，所述第一供电回路还包括单相整流桥和滤波单元，其 中，整流桥的桥臂包括串联连接的二极管（VI，V2)和晶闸管（V3，V4)，滤波单元包括滤波电 感（L)和滤波电容（C)以消除整流后的电压中的高次谐波。 根据本专利技术的一个实施例，所述第一供电回路还包括至少两个调节用电压传感器 (SV1，SV2)，其分别由所述控制电路单元控制在不同时间里交替工作以正确地检测出实时 的整流输出电压。 根据本专利技术的一个实施例，所述主电路单元还包括第二供电回路，其中，所述第二 供电回路的结构设计为与所述第一供电回路的结构基本上相同。 根据本专利技术的一个实施例，所述控制单元还包括第二控制子系统，其中，所述第二 控制子系统设计为与所述第一控制子系统相同，在第一控制子系统故障时，其可通过设置 的外部转换开关的控制而投切入供电系统进行工作。 根据本专利技术的一个实施例，所述第一控制子系统和第二控制子系统分别还包括数 字输入输出模块、供电控制模块和脉冲分配模块。 根据本专利技术的一个实施例，所述第一控制子系统和所述第二控制子系统设计为基 于以下条件来投切使用所述真空接触器中的一个： a、当前日历是奇数日期还是偶数日期； b、基于所述真空接触器的机械寿命的比较，如果其中一个的机械寿命与另一个相 比相差大于一定阈值，优先使用寿命最长的真空接触器，如果相差不大，则交替使用； c、在一个真空接触器故障时，优先投切使用另一个真空接触器。 根据本专利技术的一个实施例，所述第一控制子系统和所述第二控制子系统设计为， 在其中一个真空接触器发生无法闭合故障时，所述子系统报警的同时，控制投切入另一个 真空接触器，在其中一个真空接触器发生无法断开故障时，所述子系统报警的同时，继续使 用该故障接触器。 根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括散热单元，其用于对所述主电路中的 功率元件、直流负载电阻和交流组容进行过热保护。 本专利技术的有益效果： 本专利技术将单真空接触器改为双真空接触器并联之后，可有效减少因接触器故障造 成的列车供电系统停止工作，进一步提高整个系统的可靠性，从而提升旅客列车的舒适度。 由于本专利技术的系统电路变化较小，因此方案比较可靠，且系统的成本和体积增加不大。此 外，无需额外再开发新型号的真空接触器。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍： 图1为现有技术中的列车供电回路主电路原理图； 图2为列车供电系统的控制单元的系统结构图； 图3为根据本专利技术的实施例的列车供电回路主电路原理图；以及 图4为根据本专利技术的实施例的两路用于独立控制真空接触器的驱动电路的示意 图。【具体实施方式】 以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。 如图1所示，为现有技术的列车供电回路主电路原理图。在电力机车的列车供电 系统的主电路单元中，为了可靠性其包括独立的第一供电回路和第二供电回路。它们电路 原理大同小异。如图1所示，单相交流输入（a7-x7,额定电压AC860V)，经真空接触器KM与 快速熔断器FU到单相整流桥（VI、V2为二极管，V3、V4为晶闸管），通过滤波电抗器L和滤 波电容器C滤波后输出DC600V。在该回路中，同时设有控制用电压传感器SVl和SV2。直流 输出侧还设有接地检测用电阻网络（由R1、R2和R3组成）和接地检测用电压传感器SV3。 这里使用真空接触器是为了用于远距离接通和断开中、低压频繁起停的6kV、 380V(660V、1140V)交流电动机。在工作时，真空接触器利用真空灭弧室灭弧，用以频繁接通 和切断正常工作电流。一般地，低压真空交流接触器适用于交流：50HZ，额定电压：1140V， 额定电流：63至630A的馈电网络，供远距离接通和分断电路，以及频繁起动和停止交流电 动机之用。特别适宜与各种保护装置配合组装成隔爆型电磁起动器。 真空接触器主要由真空灭弧室和操作机构组成。真空灭弧室具有通过正常工作电 流和频繁切断工作电流时可靠灭弧两个作用。但不能切断过负荷电流和短路电流。操作机 构是由带铁芯的吸持线圈和衔铁构成。线圈通电，吸引衔铁，接触器闭合；线圈失电，接触器 断开。吸持线圈一般有直流和交流两种形式。 真空灭弧室的外壳用玻璃或陶瓷绝缘材料制成，内部的真空度通常在0.0 lPa以 上。由于壳内的空气少，触头开距可以做得很小，电弧也较容易被熄灭。触头材料一般用铜、 锑、锇等合金制成。灭弧室内屏蔽罩的作用是，当分断电流时，凝结触头间隙中扩散出来的 金属蒸汽，有助于熄弧，还可以防止金属蒸汽溅落到绝缘外壳上降低其绝缘强度。动触头与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车供电控制装置，其特征在于，所述装置包括：主电路单元，其包括第一供电回路，用于将单相交流输入经过整流、滤波后转换为直流电压输出，其中，在单相交流输入端处设置至少两个并联连接的真空接触器(KM1,KM2)，控制单元，其包括第一控制子系统，所述第一控制子系统中设置至少两个独立的驱动电路以分别驱动控制所述真空接触器，以在正常运行时，基于预先设定的条件来优先投切使用所述真空接触器中的一个或另一个。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡杰，李小平，林波，李英华，张先翔，黄亮，欧阳天添，
申请(专利权)人：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