一种可变编组列车的牵引动力系统及可变编组列车的制作方法

本技术涉及轨道车辆，尤其涉及一种可变编组列车的牵引动力系统及可变编组列车。

背景技术：

1、市域列车的运行特点是在市区内部载客量大、速度低、加减速度要求高，而在市郊区域载客量小、速度高、加减速度要求低。为了节省运营能源，在一些场景下需要调整列车编组(例如重联运行、减少编组运行等)，快速地实现车辆不同编组形式下的转变，最优地利用车辆性能。但是，目前市域列车的牵引动力单元布局结构中牵引变压器、牵引变流器等体积和重量大，且每个变压器和变流器都需要设置单独的冷却单元，造成高压牵引系统占据较大的室内空间和列车重量百分比，导致列车必须固定编组，例如，一个牵引动力单元中的牵引变流器设置在第一节车辆(动车)上，变压器和高压电器设置在第二节车辆(拖车)上，另一个牵引变流器设置在第三节车辆(动车)上，辅助变流器设置在第四节车辆(拖车)上，使列车牵引系统动力冗余度较差，不能满足市域车对启动加速度的要求，也不能快速调整编组，编组灵活度差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供了一种可变编组列车的牵引动力系统及可变编组列车。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种可变编组列车的牵引动力系统，包括两个固定牵引动力单元和n个可变牵引动力单元，其中n为自然数；所述固定牵引动力单元包括第一受电弓、第一高压箱、第一牵引变压器、第一辅助变流器、第一蓄电池、第一牵引变流器、第二牵引变流器和若干牵引电机；所述第一受电弓连接第一高压箱的输入端，所述第一高压箱的输出端连接到高压母线；所述第一牵引变压器的输入端通过第一隔离开关连接所述高压母线，所述第一牵引变压器的输出端分别连接第一牵引变流器和第二牵引变流器，所述第一牵引变流器的输出端连接四个所述牵引电机，所述第二牵引变流器的输出端连接四个所述牵引电机；所述第一牵引变流器的输出端还连接第一辅助变流器的输入端，第一辅助变流器的输出端连接所述第一蓄电池，所述第一辅助变流器用于给第一蓄电池充电；所述可变牵引动力单元包括第二牵引变压器、第三牵引变流器、第四牵引变流器、第二辅助变流器和若干牵引电机，所述第二牵引变压器的输入端通过第二隔离开关连接所述高压母线，所述第二牵引变压器的输出端分别连接第三牵引变流器和第四牵引变流器，所述第三牵引变流器的输出端连接四个所述牵引电机，所述第四牵引变流器的输出端连接四个所述牵引电机；所述第三牵引变流器的输出端还连接第二辅助变流器的输入端。

3、在一些实施例中，每个所述固定牵引动力单元分布在相邻的三节厢上；每个所述可变牵引动力单元分布在相邻的两节厢上。

4、在一些实施例中，所述第一高压箱包括高压输入端、高压输出端、第一电流互感器、第一电压互感器、第一真空断路器、第一接地开关、第四隔离开关和第二电流互感器，所述高压输入端与所述第一电流互感器的输入端连接，所述第一电流互感器的输出端连接所述第一真空断路器的输入端，所述第一真空断路器的输出端连接第四隔离开关的一端，第四隔离开关的另一端连接第二电流互感器的输入端，所述第二电流互感器的输出端连接所述高压输出端；所述第一电流互感器的输出端连接第一电压互感器的初级线圈的一端，初级线圈的另一端接地；所述第一接地开关是双极接地开关，第一真空断路器的输入端和输出端分别连接第一接地开关的两个极的一端，第一接地开关的两个极的另一端均接地。

5、在一些实施例中，所述第一电流互感器的输出端和地之间还设置有第一避雷器；第一真空断路器的输出端和地之间设置有第二避雷器。

6、在一些实施例中，所述第一牵引变流器和第三牵引变流器是牵辅充一体变流器；所述第一牵引变流器的输出端还连接第一蓄电池。

7、第二方面，本技术实施例中提供了一种可变编组列车，包括3+2n+3节车厢，其中n为自然数，还包括如上述任一实施例中所述的一种可变编组列车的牵引动力系统，前3节车厢上设置一个所述固定牵引动力单元，后3节车厢上设置一个所述固定牵引动力单元，中间2n节车厢分布n个所述可变牵引动力单元；列车的第一节车厢和最后一节车厢为纯拖车。

8、在一些实施例中，包括6辆编组，第一车厢、第二车厢、第三车厢、第四车厢、第五车厢和第六车厢依次相邻，第一车厢、第二车厢和第三车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第四车厢、第五车厢和第六车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，6辆编组中不设置可变牵引动力单元；其中，第一车厢和第六车厢上均设置有所述第一辅助变流器和所述第一蓄电池；第二车厢和第五车厢上均设置有所述第一牵引变压器、第一牵引变流器和四个牵引电机；第三车厢和第四车厢上均设置有第一受电弓、第一高压箱、第二牵引变流器和四个牵引电机。

9、在一些实施例中，包括8辆编组，第一车厢、第二车厢、第三车厢、第四车厢、第五车厢、第六车厢、第七车厢和第八车厢依次相邻；第一车厢、第二车厢和第三车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第六车厢、第七车厢和第八车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第四车厢和第五车厢中设置一个所述可变牵引动力单元；其中，第一车厢和第八车厢上均设置有所述第一辅助变流器和所述第一蓄电池；第二车厢和第七车厢上均设置有所述第一牵引变压器、第一牵引变流器和四个牵引电机；第三车厢和第六车厢上均设置有第一受电弓、第一高压箱、第二牵引变流器和四个牵引电机；第四车厢上设置有所述第二辅助变流器、第三牵引变流器和四个牵引电机，第五车厢上设置有第二牵引变压器、第四牵引变流器和四个牵引电机；或者第五车厢上设置有所述第二辅助变流器、第三牵引变流器和四个牵引电机，第四车厢上设置有第二牵引变压器、第四牵引变流器和四个牵引电机。

10、在一些实施例中，包括10辆编组，第一车厢、第二车厢、第三车厢、第四车厢、第五车厢、第六车厢、第七车厢、第八车厢、第九车厢和第十车厢依次相邻；第一车厢、第二车厢和第三车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第八车厢、第九车厢和第十车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第四车厢和第五车厢中设置一个所述可变牵引动力单元；第六车厢和第七车厢中设置一个所述可变牵引动力单元；其中，第一车厢和第十车厢上均设置有所述第一辅助变流器和所述第一蓄电池；第二车厢和第九车厢上均设置有所述第一牵引变压器、第一牵引变流器和四个牵引电机；第三车厢和第八车厢上均设置有第一受电弓、第一高压箱、第二牵引变流器和四个牵引电机；每个所述可变牵引动力单元中：所述第二辅助变流器、第三牵引变流器和四个牵引电机设置在一个车厢上；第二牵引变压器、第四牵引变流器和四个牵引电机设置在另一个车厢上。

11、在一些实施例中，包括12辆编组，第一车厢、第二车厢、第三车厢、第四车厢、第五车厢、第六车厢、第七车厢、第八车厢、第九车厢、第十车厢、第十一车厢和第十二车厢依次相邻；第一车厢、第二车厢和第三车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第十车厢、第十一车厢和第十二车厢中设置一个所述固定牵引动力单元，第四车厢和第五车厢中设置一个所述可变牵引动力单元；第六车厢和第七车厢中设置一个所述可变牵引动力单元；第八车厢和第九车厢中设置一个所述可变牵引动力单元；其中，第一车厢和第十二车厢上均设置有所述第一辅助变流器和所述第一蓄电池；第二车厢和第十一车厢上均设置有所述第一牵引变压器、第一牵引变流器和四个牵引电机；第三车厢和第十车厢上均设置有第一受电弓、第一高压箱、第二牵引变流器和四个牵引电机；每个所述可变牵引动力单元中：所述第二辅助变流器、第三牵引变流器和四个牵引电机设置在一个车厢上；第二牵引变压器、第四牵引变流器和四个牵引电机设置在另一个车厢上。

12、本技术所能达到的有益效果。

13、本技术所提供的一种可变编组列车的牵引动力系统中包括两个固定牵引动力单元和n个可变牵引动力单元，其中n为自然数(0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10……)，固定牵引动力单元设置在头车，可变牵引动力单元设置在中间车，可以根据不同运营场景的需要调整列车编组(调整中间变牵引动力单元的数量，例如6编组、8编组、10编组、12编组、14编组、16编组、18编组、20编组等等)，快速地实现车辆不同编组形式下的转变，大大提高了列车编组的灵活性，最优地利用车辆性能。此外，列车不管如何变更编组仅包含两个受电弓和两个高压箱，高压箱的高压输出端连接高压母线，固定牵引动力单元和可变牵引动力单元中的牵引变压器均通过隔离开关连接到高压母线，固定牵引动力单元和可变牵引动力单元之间的独立性强，不同编组形式的变换方便，提高了列车变编组运行的效率，减少了工作量。牵引变压器采用一拖二结构，一个牵引变压器带两个牵引变流器，重量轻，可安装于动车车下。同时，本技术中的可变编组列车的牵引动力系统中固定牵引动力单元包括8个牵引电机(两个动车一个拖车)，可变牵引动力单元包括8个牵引电机(两个动车)，动力冗余性高，例如可以配置为4动2拖(4m2t)、6动2拖(6m2t)、8动2拖(8m2t)等等，能够较好的满足用户对于市域车的启动加速度要求。

14、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。