一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市軌道交通領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通是指地鐵、城市輕軌等軌道交通列車與軌道、供電網(wǎng)構(gòu)成的交通系統(tǒng)。目前，城市軌道交通列車的工作能量大多數(shù)來(lái)源于供電網(wǎng)，我國(guó)軌道交通列車供電的電壓是1500v或者750v直流電壓供電，其運(yùn)行過(guò)程如圖1所示，其中牽引供電系統(tǒng)的牽引供電裝置1-4全程供電。任意兩站軌道城市軌道交通列車運(yùn)行，近似分為啟動(dòng)加速段a、惰行段b，減速停車段C，對(duì)應(yīng)的電流曲線1-2，列車運(yùn)行在a地段用電增加，然后減少。在列車運(yùn)行時(shí)始終需要供電，具有以下不足:
1、牽引供電系統(tǒng)建設(shè)投資高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)維修費(fèi)高；
2城市軌道交通列車供電線路長(zhǎng)，能耗高；在減速地段不能回收能源；
3、直流供電產(chǎn)生的雜散電流會(huì)對(duì)地鐵、輕軌中的電氣設(shè)備、設(shè)施的正常運(yùn)行造成不同程度的影響，以及對(duì)隧道、道床的結(jié)構(gòu)鋼和附近的金屬管線造成危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種供電簡(jiǎn)單、維護(hù)維修費(fèi)低的城市軌道交通列車高效節(jié)能的方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下方案:城市軌道交通系統(tǒng)的牽引供電系統(tǒng)僅僅在車站及附近路段間斷供電；城市軌道交通列車電傳動(dòng)系統(tǒng)的牽引電機(jī)采用節(jié)能的交流永磁同步伺服電機(jī)；在制動(dòng)時(shí)由超級(jí)電容組回收城市軌道交通列車動(dòng)能。車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)采用蓄電池組，超級(jí)電容箱供電。蓄電池組、超級(jí)電容箱在有電地段充電，無(wú)電地段蓄電池組，超級(jí)電容箱放電維持車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)正常工作；如圖2所示，只在車站及附近設(shè)置牽引牽引供電裝置的2-1，城市軌道交通列車在車站充電，啟動(dòng)后離開牽引供電裝置，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成動(dòng)力超級(jí)電容箱供電，進(jìn)站減速時(shí)動(dòng)力超級(jí)電容箱回收電能。列車運(yùn)動(dòng)曲線2-3中，al地段為由城市軌道交通列車的啟動(dòng)地段，牽引牽引供電裝置2-1供電。a2地段為由城市軌道交通列車的加速地段由電能回收系統(tǒng)供電，b地段為城市軌道交通列車的惰行地段，不需要牽引供電，Cl地段為城市軌道交通列車的減速地段由電能回收系統(tǒng)回收能量。c2段為為城市軌道交通列車的摩擦制動(dòng)停車地段。
[0005]所述的牽引牽引供電系統(tǒng)包括:隔離開關(guān)，電網(wǎng)變壓整流裝置，列車位置檢測(cè)傳感裝置，牽引供電裝置，其中牽引供電裝置指供電軌或者接觸網(wǎng)。
[0006]所述的城市軌道交通列車包括:列車車體及環(huán)境控制系統(tǒng)，列車控制系統(tǒng)，電傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0007]所述的環(huán)境控制系統(tǒng)包括備用蓄電池組、環(huán)控超級(jí)電容箱、車內(nèi)照明、空調(diào)、空氣交換系統(tǒng)及廣播。
[0008]所述的電傳動(dòng)系統(tǒng)包括受流裝置、列車控制器，空氣壓縮機(jī)，交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器，交流同步伺服牽引電機(jī)，動(dòng)力超級(jí)電容箱，其中受流裝置指受電弓或者集電靴等，受電弓用于接觸網(wǎng)，集電靴用于供電軌。
[0009]所述的動(dòng)力超級(jí)電容箱由4個(gè)完全相同超級(jí)電容模組通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成的高中低三種充電電壓。
[0010]實(shí)施的方法是:牽引牽引供電系統(tǒng)中的列車位置檢測(cè)傳感裝置檢測(cè)到城市軌道交通列車后，控制隔離開關(guān)接通電網(wǎng)，電網(wǎng)高壓三相交流電電經(jīng)過(guò)變壓器變壓后整流提供750v的直流電給牽引供電裝置2-1，車站與車站之間其他路段不設(shè)牽引供電裝置2-1。如圖2所示。
[0011]牽引供電裝置2-1供電給車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)及列車控制系統(tǒng)供電同時(shí)給備用蓄電池組、環(huán)控超級(jí)電容箱充電，動(dòng)力超級(jí)電容箱充電。城市軌道交通列車啟動(dòng)后，進(jìn)入無(wú)電區(qū)，超級(jí)電容箱自動(dòng)給交流同步伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電。蓄電池組，環(huán)控超級(jí)電容箱自動(dòng)給列車環(huán)境控制系統(tǒng)及列車運(yùn)行控制系統(tǒng)供電。
[0012]城市軌道交通列車進(jìn)站減速，首先列車運(yùn)行控制系統(tǒng)使永磁同步牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)運(yùn)行，牽引電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，并發(fā)電給超級(jí)電容箱回收能源。其充電曲線2-5如圖2所示。然后城市軌道交通列車速度降至低速時(shí)，采用空氣制動(dòng)停車。
[0013]由上述方法構(gòu)建的，一種城市軌道交通系統(tǒng)綜合節(jié)能的裝置包括牽引供電系統(tǒng)和城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)。括牽引供電系統(tǒng)包括隔離開關(guān)2-6，變壓器整流裝置2-4，列車位置檢測(cè)傳感器2-7;城市軌道交通列車的電傳動(dòng)系統(tǒng)牽引供電裝置2-1，受流裝置3-1，直流電壓變換裝置3-8，列車車體及環(huán)境控制系統(tǒng)3-6，環(huán)控超級(jí)電容箱3-10，備用蓄電池組3-5，動(dòng)力超級(jí)電容箱3-11，控制系統(tǒng)3-9，交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3，永磁同步伺服牽引電機(jī)3-4。
[0014]列車位置檢測(cè)傳感裝置2-7檢測(cè)到列車進(jìn)入供電區(qū)段，控制隔離開關(guān)2-6接通高壓電網(wǎng)，牽引供電裝置2-1變壓整流，牽引供電裝置2-1輸出750v直流電，列車離開供電區(qū)段隔離開關(guān)2-6斷開高壓電網(wǎng)。
[0015]受流裝置3-1，通過(guò)列車母線連接直流電壓變換裝置3-8和多個(gè)交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3 ;直流電壓變換裝置3-8連接列車車體及環(huán)境控制系統(tǒng)3-6，備用蓄電池組3-5，環(huán)控超級(jí)電容箱3-10，環(huán)境控制系統(tǒng)3-6 ;直流電壓變換裝置3-8輸出24v直流電連接列車控制系統(tǒng)3-9 ;交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3，連接永磁同步伺服牽引電機(jī)3-4和連接動(dòng)力超級(jí)電容箱3-11 ;列車控制系統(tǒng)3-9還連接并控制交流同步伺服驅(qū)動(dòng)器3-3。
[0016]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)局部供電，減少了供電線路的長(zhǎng)度，減少60%以上的供電線路建設(shè)費(fèi)用，減少了維修養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。通過(guò)間斷供電，減少了變壓器的空載損耗。減少了直流供電產(chǎn)生的雜散電流會(huì)對(duì)地鐵、輕軌中的電氣設(shè)備、設(shè)施的正常運(yùn)行造成的影響，減少了雜散電流對(duì)隧道、道床的結(jié)構(gòu)鋼和附近的金屬管線的腐蝕。減少了軌道交通系統(tǒng)基本設(shè)備設(shè)施的維護(hù)維修費(fèi)；通過(guò)城市軌道交通列車采用交流同步牽引伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)降低列車能耗10%，通過(guò)城市軌道交通列車采用超級(jí)電容模組回收列車動(dòng)能，減少了列車摩擦制動(dòng)的磨損，減少了列車維護(hù)維修量，同時(shí)再降低列車能耗20%，綜合節(jié)能30%。
【附圖說(shuō)明】
[0017]
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。
[0018]圖1為現(xiàn)有的城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行示意圖；
圖2為本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行示意圖；
圖3為本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)節(jié)能原理示意圖；
圖4為本發(fā)明的超級(jí)電容箱連接原理圖
【具體實(shí)施方式】
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍，下面對(duì)本發(fā)明的一種城市軌道交通系統(tǒng)的節(jié)能裝置的如圖2進(jìn)行說(shuō)明。
[0019]牽引供電系統(tǒng)包括高壓隔離開關(guān)2-6，變壓整流裝置2-4供電，牽引供電裝置2-1，檢測(cè)傳感裝置2-7。傳感裝置2-7檢測(cè)到列車進(jìn)站后達(dá)到指定位置，檢測(cè)傳感裝置2-7控制高壓隔離開關(guān)2-6閉合，給牽引供電裝置2-1供電，牽引供電裝置2-1的長(zhǎng)度大約占甲乙兩站距離的六分之一到三分之一，具體長(zhǎng)度由車站線路坡度經(jīng)過(guò)計(jì)算后確定。列車