专利名称：低速磁浮列车辅助电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种列车辅助电源装置，特别是一种低速磁浮 列车辅助电源装置。
技术背景磁浮列车一般采取3节车为一个编组单元，每节车的辅助电源 配置相同。由于磁浮列车功能、工作原理、运行特点与传统列车有 着显著的不同，需要适合其要求的辅助电源。 发明内容实用新型的目的是提供一种低速磁浮列车辅助电源装置，它针对 低速磁浮列车的特点和需求，可以提供稳定、安全、可靠的辅助供 电电源。它将DC1500V电压变换为车上所有的交流和直流辅助电气 设备，包括车辆的悬浮系统、空调/采暖、空压机组、列车照明、各 系统控制电路、电动车门以及车载信号与通信设备、蓄电池等所需 的交流和直流电源，并提供相应的配电及保护。它包括高压隔离开关箱l、 DC1500V/DC330V变换器箱2、三相 辅助逆变器箱3、低压配电柜4、 3AC330V/DC110V变换器箱5、 DC330V配电柜6、紧急逆变器7、 330V与IIOV蓄电池组及其管理 电路8、其中高压隔离开关箱1 一端与车辆高压分线箱的1500V直流电源输 出端相连，经内部隔离与保护电路后分成三路输出，第一路经过隔 离开关后送至牵引系统的高压电器柜，第二路经过隔离开关和熔断 器后送至DC1500V/DC330V变换器箱2，第三路经过隔离开关和熔 断器后送至三相辅助逆变器箱3;它为SIV与悬浮电源的高压输入端的隔离与保护；DC1500V/DC330V变换器箱2将来自高压隔离开关箱1的 DC1500V输入电压变换为DC330V电压，分别输出到列车悬浮控制 器、VWF风机及电抗器风机备用电源提供电源，同时为300V蓄电 池组充电，输出功率配置为60kW;三相辅助逆变器箱3包括输出额定容量配置为60kVA的主 DC/AC逆变器3-1和输出额定容量配置为2kVA的备用DC/AC逆变 器3-2;主DC/AC逆变器3-1包括一个将DC1500V电源逆变为三相交流 3X380V/50Hz电源的逆变电路，其电源输出供车载交流设备空调 机、空压机、VVVF通风机、电加热器、单相AC220V方便插座负 载及交流照明负载用电；备用DC/AC逆变器3-2包括一个将DC330V 电源逆变为三相交流3 X380V/50Hz电源的逆变电路，在主DC/AC 逆变器发生故障时，VVVF通风机、由抗器风机将被自动切换到备用 DC/AC逆变器进行供电；低压配电柜4包括110V电源的分配和保护电路、车上设备 AC380V电源分配电路、车下设备AC380V电源分配、控制及保护电 路、DC110V电网线接地检测电路和3kVA单相用电设备及交流照明 用变压器，完成低压用电设备配电和提供过载、接地等保护及 DC110V列车干线贯通； ，3AC330V/DC110V变换器箱5包括一个输出功率配置为6kW的 变换电路，它将来自低压配电柜4的三相交流380V输入电压变换为 DC110V电压，给列车的直流照明、车灯、通讯和控制系统、紧急逆 变器等所有DC110V用电设备供电；DC330V配电柜6包括完成蓄电池组主电路、DC1500V/DC330V变换器与DC330V电网线的连接，内设防反二极管，阻止蓄电池直 接并联；完成给左侧1 10#悬浮控制单元供电；检测DC330V电网绝 缘，产生接地报警信号的1#DC330V配电柜6-1和完成整车DC330V 电网线连接、DC330V/DC110V变换器供电、备用DC/AC逆变器供 电、右侧1 1(^悬浮控制单元供电的2弁DC330V配电柜6-2;其输入 端与DC1500V/DC330V变换器箱2的DC330V输出端相连；紧急逆变器7包括一个将通过低压配电柜4输入的车载110V蓄 电池提供的直流电压转换成3相交流电压的逆变器，其交流输出端 与空调机组的通风机供电端相连；当因为某种原因，车辆无法为空 调机组提供正常的工作电源时，紧急通风模式启动，紧急逆变器将 车载110V蓄电池提供的直流电压转换成3相交流电压提供给空调机 组的通风机，使车辆空调机组按紧急通风运行，保证车厢内仍有一 定的通风量。蓄电池箱及其管理装置8包括300V蓄电池及其管理装置8-1和 IIOV蓄电池及其管理装置8-2，当列车上的电源装置停止工作或发 生故障时，为车上的紧急负载提供电源；其中，300V蓄电池及其管理装置8-1包括300V蓄电池组和在 每个蓄电池箱内放置并在系统温度超高时由CAN总线向网络发出报 警信息的温度采集单元，该温度采集单元还通过CAN总线向网络反 馈蓄电池SOC、蓄电池电压、充放电电流、温度值与电压报警等信 息；300V蓄电池的紧急负载包括全部悬浮控制器，其输入端与所述 DC330V配电柜6的1弁DC330V配电柜6-1的一对DC330V输出端口 相连；110V蓄电池及其管理装置8-2包括110V蓄电池组和对电池模块 进行温度检测并通过CAN总线向网络反馈温度测量值及报警的检测单元，其紧急负载包括全部应急照明、全部通信设备(乘客报站信 息，列车无线通信)、重要功能的总线通信网络、紧急通风，其输入端与所述低压配电柜4的一对DC110V输出端口相连；300V蓄电池系统需满足75kW、 300A放电时间30秒要求,同时 蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的300V蓄电 池组能满足整列车的150kW、放电时间30秒的容量需求(持续最大 放电电流为300A)。110V蓄电池系统需满足1.81kW、 IOA放电时间15分钟要求； 当在三节编组的磁浮列车上出现其中一组IIOV蓄电池故障切断，同 时蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的IIOV蓄 电池组能满足整列车的5.43KW、放电时间15分钟的容量需求。它集成了高压隔离、高压直流变换、辅助逆变、低压配电、交直 转换、高压直流配电、紧急逆变、330V与IIOV蓄电池组及其管理 功辨；可以为低速磁浮列车辅助电源装置提供稳定、安全、可靠的 辅助供电电源。
图1为本实用新型电路结构原理框图；图2为本实用新型电气原理框图；图3为WDC330V配电柜电路结构原理框图；图4为2#DC330V配电柜电路结构原理框图。
具体实施方式
如图1-4所示， 一种低速磁浮列车辅助电源装置，它包括高压隔 离开关箱l、 DC1500V/DC330V变换器箱2、三相辅助逆变器箱3、 低压配电柜4、 3AC330V/DC110V变换器箱5、 DC330V配电柜6、 紧急逆变器7、 330V与110V蓄电池组及其管理电路8、其中高压隔离开关箱1 一端与车辆高压分线箱的1500V直流电源输 出端相连，经内部隔离与保护电路后分成三路输出，第一路经过隔 离开关后送至牵引系统的高压电器柜，第二路经过隔离开关和熔断 器后送至DC1500V/DC330V变换器箱2，第三路经过隔离开关和熔 断器后送至三相辅助逆变器箱3;它为SIV与悬浮电源的高压输入端 的隔离与保护；DC1500V/DC330V变换器箱2将来自高压隔离开关箱1的 DC1500V输入电压变换为DC330V电压，分别输出到列车悬浮控制 器、VVVF风机及电抗器风机备用电源提供电源，同时为300V蓄电 池组充电，输出功率配置为60kW;三相辅助逆变器箱3三相辅助逆变器箱3包括输出额定容量配置 为60kVA的主DC/AC逆变器3-1和输出额定容量配置为2kVA的备 用DC/AC逆变器3-2;十.DC/AC逆变器3-1包括一个将DC15MV电源逆变为三相交流 3X380V/50Hz电源的逆变电路，其电源输出供车载交流设备空调 机、空压机、VVVF通风机、电加热器、单相AC220V方便插座负 载及交流照明负载用电；备用DC/AC逆变器3-2包括一个将DC330V 电源逆变为三相交流3 X380V/50Hz电源的逆变电路，在主DC/AC 逆变器发生故障时，VVVF通风机、电抗器风机将被自动切换到备用 DC/AC逆变器进行供电；低压配电柜4包括110V电源的分配和保护电路、车上设备 AC380V电源分配电路、车下设备AC380V电源分配、控制及保护电 路、DC110V电网线接地检测电路和3kVA单相用电设备及交流照明 用变压器，完成低压用电设备配电和提供过载、接地等保护及 DC110V列车干线贯通；3AC330V/DC110V变换器箱5包括一个输出功率配置为6kW的 变换电路，它将来自低压配电柜4的三相交流380V输入电压变换为 DC110V电压，给列车的直流照明、车灯、通讯和控制系统、紧急逆 变器等所有DC110V用电设备供电；DC330V配电柜6包括完成蓄电池组主电路、DC1500V/DC330V 变换器与DC330V电网线的连接，内设防反二极管，阻止蓄电池直 接并联；完成给左侧1~10#悬浮控制单元供电；检测DC330V电网绝 缘，产生接地报警信号的1#DC330V配电柜6-1和完成整车DC330V 电网线连接、DC330V/DC110V变换器供电、备用DC/AC逆变器供 电、右侧1 1(^悬浮控制单元供电的2弁DC330V配电柜6-2;其输入 端与DC1500V/DC330V变换器箱2的DC330V输出端相连；紧急逆变器7包括一个将通过低压配电柜4输入的车载110V蓄 电池提供的真流电压转换成3相交流电压的逆变器，其交流输出端 与空调机组的通风机供电端相连；当因为某种原因，车辆无法为空 调机组提供正常的工作电源时，紧急通风模式启动，紧急逆变器将 车载110V蓄电池提供的直流电压转换成3相交流电压提供给空调机 组的通风机，使车辆空调机组按紧急通风运行，保证车厢内仍有一 定的通风量。蓄电池箱及其管理装置8包括300V蓄电池及其管理装置8-1和 110V蓄电池及其管理装置8-2，当列车上的电源装置停止工作或发 生故障时，为车上的紧急负载提供电源；其中，300V蓄电池及其管理装置8-1包括300V蓄电池组和在 每个蓄电池箱内放置并在系统温度超高时由CAN总线向网络发出报 警信息的温度采集单元，该温度采集单元还通过CAN总线向网络反 馈蓄电池SOC、蓄电池电压、充放电电流、温度值与电压报警等信息；300V蓄电池的紧急负载包括全部悬浮控制器，其输入端与所述DC330V配电柜6的1弁DC330V配电柜6-1的一对DC330V输出端口 相连；110V蓄电池及其管理装置8-2包括110V蓄电池组和对电池模块 进行温度检测并通过CAN总线向网络反馈温度测量值及报警的检测 单元，其紧急负载包括全部应急照明、全部通信设备(乘客报站信 息，列车无线通信)、重要功能的总线通信网络、紧急通风，其输入 端与所述低压配电柜4的一对DC110V输出端口相连；300V蓄电池系统需满足75kW、 300A放电时间30秒要求，同时 蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的300V蓄电 池组能满足整列车的150kW、放电时间30秒的容量需求(持续最大 放电电流为300A)。IIOV蓄电池系统需满足1.81kW、 IOA放电时间15分钟要求； 当在三节纟声组的磁浮列车上出现其中一组IIOV考應池故障切断，同 时蓄电池组的工作温度达到极限温度时，其它两个车厢上的IIOV蓄 电池组能满足整列车的5.43KW、放电时间15分钟的容量需求。正常启动1)闭合蓄电池，按下司机台IIOV蓄电池闭合按钮， 发出IIOV蓄电池闭合信号(此信号为IIOV脉冲信号)，低压配电柜 使110V蓄电池接入系统，整个系统的控制得电。按下司机台300V 蓄电池闭合按钮，发出300V蓄电池闭合信号(此信号为110V脉冲 信号)，1弁DC330V配电柜内KM3闭合，300V蓄电池接入系统。2) 按下司机台上的启动，向各设备发出启动信号(此信号为110V电平 信号)。辅助系统的DC1500/DC330V变换器、DC330/DC110V变换 器、三相辅助逆变器检测到启动信号后，进行自检，系统正常后开 始工作。
权利要求1、一种低速磁浮列车辅助电源装置，它包括高压隔离开关箱(1)、DC1500V/DC330V变换器箱(2)、三相辅助逆变器箱(3)、低压配电柜(4)、3AC330V/DC110V变换器箱(5)、DC330V配电柜(6)、紧急逆变器(7)、330V与110V蓄电池组及其管理电路(8)、其特征在于所述高压隔离开关箱(1)一端与车辆高压分线箱的1500V直流电源输出端相连，经内部隔离与保护电路后分成三路输出，第一路经过隔离开关后送至牵引系统的高压电器柜，第二路经过隔离开关和熔断器后送至DC 1500V/DC330V变换器箱(2)，第三路经过隔离开关和熔断器后送至三相辅助逆变器箱(3)；它为SIV与悬浮电源的高压输入端的隔离与保护；所述DC1500V/DC330V变换器箱(2)将来自高压隔离升关箱(1)的DC1500V输入电压变换为DC330V电压，分别输出到列车悬浮控制器、VVVF风机及电抗器风机备用电源提供电源，同时为300V蓄电池组充电，输出功率配置为60kW；所述三相辅助逆变器箱(3)包括主DC/AC逆变器(3-1)和备用DC/AC逆变器(3-2)；所述低压配电柜(4)包括110V电源的分配和保护电路、车上设备AC380V电源分配电路、车下设备AC380V电源分配、控制及保护电路、DC110V电网线接地检测电路和3kVA单相用电设备及交流照明用变压器，完成低压用电设备配电和提供过载、接地等保护及DC110V列车干线贯通；所述3AC330V/DC 110V变换器箱(5)包括一个电压变换电路，它将来自低压配电柜(4)的三相交流380V输入电压变换为DC110V电压，给DC110V用电设备供电；所述DC330V配电柜(6)输入端与DC1500V/DC330V变换器箱(2)的DC330V输出端相连，包括1#DC330V配电柜(6-1)和2#DC330V配电柜(6-2)；所述紧急逆变器(7)包括一个将通过低压配电柜(4)输入的车载110V蓄电池提供的直流电压转换成(3)相交流电压的逆变器，其交流输出端与空调机组的通风机供电端相连；所述蓄电池箱及其管理装置(8)包括300V蓄电池及其管理装置(8-1)和110V蓄电池及其管理装置(8-2)，当列车上的电源装置停止工作或发生故障时，为车上的紧急负载提供电源。
2、 如权利要求l的一种低速磁浮列车辅助电源装置，其特征 在于所述三相辅助逆变器箱(3)的主DC/AC逆变器(3-1)包括 一个将DC1500V电源逆变为三相交流3X380V/50Hz电源的逆变 电路，其电源输出供车载交流设备负载用电；备用DC/AC逆变器(3-2)包括一个将DC330V电源逆变为三相交流3X380V/50Hz 电源的逆变电路，在主DC/AC逆变器发生故障时，VVVF通风机、 电抗器风机将被自动切换到备用DC/AC逆变器进行供电。
3、 如权利要求l的一种低速磁浮列车辅助电源装置，其特征 在于所述蓄电池箱及其管理装置(8)的300V蓄电池及其管理装 置(8-1)包括300V蓄电池组和在每个蓄电池箱内放置并在系统超高时由CAN总线向网络发出报警信息的温度采集单元，该温度采 集单元还通过CAN总线向网络反馈蓄电池SOC、蓄电池电压、充 放电电流、温度值与电压报警等信息；300V蓄电池的紧急负载包括 全部悬浮控制器，其输入端与所述DC330V配电柜(6)的1#DC330V 配电柜(6-1)的一对DC330V输出端口相连。
4、如权利要求l的一种低速磁浮列车辅助电源装置，其特征在 于所述蓄电池箱及其管理装置(8)的110V蓄电池及其管理装置 (8-2)包括IIOV蓄电池组和对电池模块进行温度检测并通过CAN 总线向网络反馈温度测量值及报警的检测单元，其输入端与所述低 压配电柜(4)的一对DC110V输出端口相连。
专利摘要一种低速磁浮列车辅助电源装置，它包括高压隔离开关箱、DC1500V/DC330V变换器箱、三相辅助逆变器箱、低压配电柜、3AC330V/DC110V变换器箱、DC330V配电柜、紧急逆变器、330V与110V蓄电池组及其管理电路，它集成了高压隔离、高压直流变换、辅助逆变、低压配电、交直转换、高压直流配电、紧急逆变、330V与110V蓄电池组及其管理功能，可以为低速磁浮列车辅助电源装置提供稳定、安全、可靠的辅助供电电源。
文档编号B60L1/00GK201109373SQ20072006538
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者唐海燕, 云 李, 谢湘剑, 赵清良, 浩 陈 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司;株洲时代电子技术有限公司