CN110949416B - 一种电力机车及其牵引电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电力机车的牵引电路，包括：牵引变压器；第一及第二蓄电池；蓄电池充电机在充电模式时，为第一及第二蓄电池充电，蓄电池模式时，将第二蓄电池的输出电流逆变为恒压恒频负载供电；第一供电电路主体在接触网供电模式时，转换接触网的电能为第一牵引电机以及变压变频负载供电；在蓄电池模式时，转换第一蓄电池的电能为第一牵引电机以及变压变频负载供电；第二供电电路主体在接触网供电模式时，转换接触网的电能为第二牵引电机及恒压恒频负载供电；在蓄电池模式时，转换第二蓄电池的电能为第二牵引电机供电。应用本申请的方案，有利于降低成本保障电路的可靠性，提高能源转换利用率。本申请还公开了一种电力机车，具有相应效果。

Description

一种电力机车及其牵引电路

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种电力机车及其牵引电路。

背景技术

传统的电力机车供电形式单一，严重依赖接触网供电，当脱离接触网时，或者接触网线路发生故障时，机车便会因为无法受流而停止运行。因此，带辅助动力的电力机车应用地越来越多。例如目前出现了内燃发动机-蓄电池，内燃发动机-超级电容，内燃发动机-燃料电池，燃料电池-蓄电池，接触网-蓄电池等多种形式的带辅助动力的电力机车。

目前，对于交流接触网供电的大功率机车，牵引电传动***普遍采用交-直-交结构，中间直流环节的电压一般在1800V～3600V之间。而牵引蓄电池组的电源电压一般在1000V以内，因此，对于接触网-蓄电池的电力机车，通常不能直接将蓄电池接入中间直流环节，而是通过额外增加的斩波升压电路进行升压之后，再接入中间直流环节，从而满足机车的辅助供电。但由于需要增加额外的斩波升压电路，因此会增加成本，列车电路的可靠性也会因此降低。

综上所述，如何降低电力机车的牵引电路的成本，保障列车的可靠性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力机车及其牵引电路，以降低电力机车的牵引电路的成本，保障列车的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种电力机车的牵引电路，包括：

与接触网，第一供电电路主体以及第二供电电路主体连接的牵引变压器；

第一蓄电池；

第二蓄电池；

蓄电池充电机，用于在充电模式时，为所述第一蓄电池以及所述第二蓄电池充电，在蓄电池模式时，将所述第二蓄电池的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电；

所述第一供电电路主体，用于在接触网供电模式时，转换所述接触网提供的电能，为第一牵引电机以及变压变频负载供电；在蓄电池模式时，转换所述第一蓄电池提供的电能，为所述第一牵引电机以及所述变压变频负载供电；

所述第二供电电路主体，用于在接触网供电模式时，转换所述接触网提供的电能，为第二牵引电机以及所述恒压恒频负载供电；在蓄电池模式时，转换所述第二蓄电池提供的电能，为所述第二牵引电机供电。

优选的，所述第一供电电路主体包括：第一整流器，与所述第一整流器连接的第一中间直流电路，与所述第一中间直流电路连接的第一牵引逆变器以及第一辅助逆变器，与所述第一辅助逆变器连接的第一辅助变压器；所述第一中间直流电路包括：第一电容，第一电感，第一支撑电容；

所述第一供电电路主体通过第一开关，第二开关以及第三开关实现在蓄电池模式时，转换所述第一蓄电池提供的电能，为所述第一牵引电机以及所述变压变频负载供电；

所述第一开关的第一端与所述第一蓄电池正极连接，所述第一开关的第二端与所述第一整流器的第一输入端连接；

所述第二开关的第一端与所述第一蓄电池负极连接，所述第二开关的第二端与所述第三开关的第二端以及所述第一电感的第一端连接；

所述第三开关的第一端与所述第一电容的第二端连接；

所述第一电容的第一端与所述第一整流器的第一输出端连接，所述第一电感的第二端与所述第一整流器的第二输出端连接；

在接触网供电模式时，所述第一开关和所述第二开关关断，所述第三开关导通；在蓄电池模式时，所述第一开关和所述第二开关导通，所述第三开关关断。

优选的，所述第二供电电路主体包括：第二整流器，与所述第二整流器连接的第二中间直流电路，与所述第二中间直流电路连接的第二牵引逆变器以及第二辅助逆变器，与所述第二辅助逆变器连接的第二辅助变压器；所述第二中间直流电路包括：第二电容，第二电感，第二支撑电容；

通过第四开关，第五开关，第六开关以及第七开关，所述第二供电电路主体实现在蓄电池模式时，转换所述第二蓄电池提供的电能，为所述第二牵引电机供电，且所述蓄电池充电机实现在蓄电池模式时，将所述第二蓄电池的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电；

所述第四开关的第一端与所述第二蓄电池正极连接，所述第四开关的第二端与所述第二整流器的第一输入端连接；

所述第五开关的第一端与所述第二蓄电池负极连接，所述第五开关的第二端与所述第六开关的第二端以及所述第二电感的第一端连接；

所述第六开关的第一端与所述第二电容的第二端连接；

所述第二电容的第一端与所述第二整流器的第一输出端连接，所述第二电感的第二端与所述第二整流器的第二输出端连接；

所述第七开关的第一端与所述第二辅助变压器连接，所述第七开关的第二端与所述恒压恒频负载连接；

在接触网供电模式时，所述第四开关和所述第五开关关断，所述第六开关和所述第七开关导通；在蓄电池模式时，所述第四开关和所述第五开关导通，所述第六开关和所述第七开关关断。

优选的，还包括：第一端分别与所述第四开关的第二端以及所述牵引变压器连接，第二端与所述第二整流器的第一输入端连接的第八开关；

所述第二蓄电池，还用于：在第一应急模式时，通过所述第二整流器以及所述牵引变压器进行升压，为所述第二牵引电机以及所述恒压恒频负载供电；

在接触网供电模式以及蓄电池模式时，所述第八开关导通；

在第一应急模式时，所述第四开关，所述第五开关以及所述第七开关导通，所述第六开关和所述第八开关关断。

优选的，还包括：

第一端与所述第一辅助变压器连接，第二端与所述变压变频负载连接的第九开关；

第一端分别与所述第一开关的第二端以及所述牵引变压器连接，第二端与所述第一整流器的第一输入端连接的第十开关。

优选的，还包括：

第一端分别与所述第九开关的第二端以及所述变压变频负载连接，第二端分别与所述第七开关的第二端以及第十二开关的第一端连接的第十一开关；

第二端分别与所述恒压恒频负载以及所述蓄电池充电机连接的所述第十二开关；

设置在所述第一蓄电池与所述蓄电池充电机之间的第十三开关；

设置在所述第二蓄电池与所述蓄电池充电机之间的第十四开关；

且在第二应急模式时，所述第七开关，所述第十一开关以及所述第十三开关导通，所述第九开关，所述第十二开关以及所述第十四开关关断；

所述蓄电池充电机还用于：在第二应急模式时，将所述第一蓄电池的输出电流进行逆变，为所述恒压恒频负载供电；

所述第二供电电路主体还用于：在第二应急模式时，转换所述第二蓄电池提供的电能，为所述变压变频负载供电。

优选的，还包括：

第一端分别与所述第十二开关的第二端以及所述恒压恒频负载连接，第二端与所述蓄电池充电机连接的第十五开关。

一种电力机车，包括上述任一项所述的电力机车的牵引电路。

应用本发明实施例所提供的技术方案，在接触网供电模式时，第一供电电路主体可以接收接触网的电能输入并为第一牵引电机以及变压变频负载供电，第二供电电路主体可以接收接触网的电能输入并为第二牵引电机以及恒压恒频负载供电。如果接触网供电无法执行，在蓄电池模式时。第一蓄电池可以通过第一供电电路主体为第一牵引电机以及变压变频负载供电，这是考虑到变压变频负载对电压等级的要求较低，因此可以直接将第一蓄电池的电压施加在第一供电电路主体的中间直流环节，第一牵引电机以及变压变频负载可以以较低的功率下运行。而恒压恒频负载对电压等级的要求较高，因此，在蓄电池模式时，第二蓄电池通过第二供电电路主体为第二牵引电机供电，同时，利用蓄电池充电机作为逆变电路从而为恒压恒频负载供电，也就是说，避开了第二供电电路主体中的辅助变压器的降压，因此第二蓄电池能够满足恒压恒频负载的电压需求。可以看出，本申请的方案中无需增加额外斩波升压电路，而是在蓄电池模式时利用蓄电池充电机作为逆变电路，从而为恒压恒频负载供电，因此有利于降低电力机车的牵引电路的成本，保障电路的可靠性。此外，由于无需利用额外增加的斩波升压电路对第二蓄电池进行升压，即可实现恒压恒频负载的供电，因此也有利于提高能源转换利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种电力机车的牵引电路的结构示意图；

图2为一种具体实施方式中的第一供电电路主体的电路结构示意图；

图3为一种具体实施方式中的第二供电电路主体的电路结构示意图；

图4为另一种具体实施方式中的第二供电电路主体的电路结构示意图；

图5为另一种具体实施方式中的第一供电电路主体的电路结构示意图；

图6为一种具体实施方式中的蓄电池充电机，第二供电电路主体以及第一供电电路主体与负载之间的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供中一种电力机车的牵引电路，有利于降低电力机车的牵引电路的成本，保障电路的可靠性。此外也有利于提高能源转换利用率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种电力机车的牵引电路的结构示意图，该电力机车的牵引电路包括：

与接触网，第一供电电路主体50以及第二供电电路主体60连接的牵引变压器10。

通常，牵引变压器10的原边绕组与接触网连接，并通过不同的副边绕组分别与第一供电电路主体50以及第二供电电路主体60连接。

第一蓄电池20；

第二蓄电池30。

第一蓄电池20和第二蓄电池30通常均是由多个蓄电池构成的蓄电池组，电压一般在1000V以内。

蓄电池充电机40，用于在充电模式时，为第一蓄电池20以及第二蓄电池30充电，在蓄电池模式时，将第二蓄电池30的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电。

第一供电电路主体50，用于在接触网供电模式时，转换接触网提供的电能，为第一牵引电机以及变压变频负载供电；在蓄电池模式时，转换第一蓄电池20提供的电能，为第一牵引电机以及变压变频负载供电；

第二供电电路主体60，用于在接触网供电模式时，转换接触网提供的电能，为第二牵引电机以及恒压恒频负载供电；在蓄电池模式时，转换第二蓄电池30提供的电能，为第二牵引电机供电。

在接触网供电模式时，列车可以按照正常功率运行，第一供电电路主体50转换接触网提供的电能，为第一牵引电机以及变压变频负载供电，第二供电电路主体60转换接触网提供的电能，为第二牵引电机以及恒压恒频负载供电。

第一供电电路主体50以及第二供电电路主体60的具体电路构成可以参照传统的列车牵引电路，通常，可以包括牵引变流器以及辅助变压器，而牵引变流器通常由整流器，中间直流环节，牵引逆变器以及辅助逆变器构成。

而本申请考虑到，变压变频负载对电压等级的要求较低，如果直接将第一蓄电池20的电压施加在第一供电电路主体50的中间直流环节，第一牵引电机以及变压变频负载都可以以较低的功率运行。而恒压恒频负载对电压等级的要求较高，如果直接将第二蓄电池30的电压施加在第二供电电路主体60的中间直流环节，由于第二供电电路主体60中的辅助变压器的降压，会使得电压无法达到恒压恒频负载的要求。因此，第二蓄电池30通过第二供电电路主体60为第二牵引电机供电，同时，利用蓄电池充电机40作为逆变电路从而为恒压恒频负载供电，即避开了第二供电电路主体60中的辅助变压器的降压，因此电压能够满足恒压恒频负载的电压需求。

在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图2，为一种具体实施方式中的第一供电电路主体50的电路结构示意图，并且需要说明的是，图2中并未示出第二供电电路主体60的电路部分。

该种实施方式中，第一供电电路主体50包括：第一整流器，与第一整流器连接的第一中间直流电路，与第一中间直流电路连接的第一牵引逆变器以及第一辅助逆变器，与第一辅助逆变器连接的第一辅助变压器；第一中间直流电路包括：第一电容C1，第一电感L1，第一支撑电容C11。该种实施方式中的第一供电电路主体50的结构也是较为常用的结构。

第一供电电路主体50通过第一开关K1，第二开关K2以及第三开关K3可以实现在蓄电池模式时，转换第一蓄电池20提供的电能，为第一牵引电机以及变压变频负载供电。

具体的，第一开关K1的第一端与第一蓄电池20正极连接，第一开关K1的第二端与第一整流器的第一输入端连接；

第二开关K2的第一端与第一蓄电池20负极连接，第二开关K2的第二端与第三开关K3的第二端以及第一电感L1的第一端连接；

第三开关K3的第一端与第一电容C1的第二端连接；

第一电容C1的第一端与第一整流器的第一输出端连接，第一电感L1的第二端与第一整流器的第二输出端连接；

在接触网供电模式时，第一开关K1和第二开关K2关断，第三开关K3导通，此时，牵引变压器10向第一整流器供电，第一整流器通常可以是四象限整流器，第一中间直流电路中的第一电容C1和第一电感L1构成谐振电路实现滤波。在接触网供电模式时，接触网同时向第一牵引逆变器和第一辅助逆变器供电，进而实现了为第一牵引电机以及变压变频负载的供电。

在蓄电池模式时，指的是接触网无法供电，由蓄电池进行供电，且牵引蓄电池充电机40，第一供电电路主体50以及第二供电电路主体60均无故障的情况。在蓄电池模式时，第一开关K1和第二开关K2导通，第三开关K3关断。此时，第一蓄电池20的正极经过第一开关K1、第一整流器的桥臂接入第一中间直流电路的正母排，第一蓄电池20的负极经第二开关K2直接接入第一中间直流电路的负母排，利用第一电感L1作为滤波电抗器。

在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图3，为一种具体实施方式中的第二供电电路主体60的电路结构示意图，并且需要说明的是，图3中并未示出第一供电电路主体50的电路部分。

该种实施方式中，第二供电电路主体60包括：第二整流器，与第二整流器连接的第二中间直流电路，与第二中间直流电路连接的第二牵引逆变器以及第二辅助逆变器，与第二辅助逆变器连接的第二辅助变压器；第二中间直流电路包括：第二电容C2，第二电感L2，第二支撑电容C22；

通过第四开关K4，第五开关K5，第六开关K6以及第七开关K7，第二供电电路主体60实现在蓄电池模式时，转换第二蓄电池30提供的电能，为第二牵引电机供电，且蓄电池充电机40实现在蓄电池模式时，将第二蓄电池30的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电；

第四开关K4的第一端与第二蓄电池30正极连接，第四开关K4的第二端与第二整流器的第一输入端连接；

第五开关K5的第一端与第二蓄电池30负极连接，第五开关K5的第二端与第六开关K6的第二端以及第二电感L2的第一端连接；

第六开关K6的第一端与第二电容C2的第二端连接；

第二电容C2的第一端与第二整流器的第一输出端连接，第二电感L2的第二端与第二整流器的第二输出端连接；

第七开关K7的第一端与第二辅助变压器连接，第七开关K7的第二端与恒压恒频负载连接；

在接触网供电模式时，第四开关K4和第五开关K5关断，第六开关K6和第七开关K7导通；在蓄电池模式时，第四开关K4和第五开关K5导通，第六开关K6和第七开关K7关断。

相较于图2的针对第一供电电路主体50的电路结构，图3的实施方式针对第二供电电路主体60的电路结构额外设置了第七开关K7。在接触网供电模式时，第七开关K7导通，使得接触网可以同时向第二牵引电机以及恒压恒频负载供电。而在蓄电池模式时，需要将第七开关K7关断，由蓄电池充电机40将第二蓄电池30的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电。

进一步地，在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图4，还包括：第一端分别与第四开关K4的第二端以及牵引变压器10连接，第二端与第二整流器的第一输入端连接的第八开关K8；

第二蓄电池30，还用于：在第一应急模式时，通过第二整流器以及牵引变压器10进行升压，为第二牵引电机以及恒压恒频负载供电；

在接触网供电模式以及蓄电池模式时，第八开关K8导通；

在第一应急模式时，第四开关K4，第五开关K5以及第七开关K7导通，第六开关K6和第八开关K8关断。

第一应急模式指的是接触网无法供电，由蓄电池进行供电，且牵引蓄电池充电机40故障的情况。由于牵引蓄电池充电机40故障，因此无法对第二蓄电池30的电流进行逆变而为恒压恒频负载供电，因此，该种实施方式，在第一应急模式时，第四开关K4，第五开关K5以及第七开关K7导通，第六开关K6和第八开关K8关断，此时，利用牵引变压器10的副边绕组，并相适应地对第二整流器中的开关管的开断进行控制，可以形成一个斩波升压电路。将第二蓄电池30的电压升高后，给第二中间直流电路供电，通过第二牵引逆变器给第二牵引电机供电，通过第二辅助逆变器以及第二辅助变压器为恒压恒频负载供电，完成列车在此种应急情况下的牵引。

可以看出，该种实施方式中，即使牵引蓄电池充电机40故障，也仍然能够保障列车在此种应急情况下的牵引，并且仍然是在无需额外设置升压电路的前提下实现的该功能。

此外需要说明的是，在实际应用中，针对第一供电电路主体50的电路结构，通常也会设置有相应开关，允许将第一蓄电池20的电压升压之后提供给第一中间直流电路。具体的，可参阅图5，该种实施方式中还包括了：

第一端与第一辅助变压器连接，第二端与变压变频负载连接的第九开关K9；

第一端分别与第一开关K1的第二端以及牵引变压器10连接，第二端与第一整流器的第一输入端连接的第十开关K10。

第九开关K9则可以切断第一辅助变压器与变压变频负载之间的电连接，例如可以在第一辅助逆变器或者第一辅助变压器故障时关断第九开关K9。

并且需要指出的是，本申请的图2和图5中，牵引蓄电池充电机40均与变压变频负载连接，这样的方式通常是应用在能够应对第一供电电路主体50中的第一辅助逆变器或者第一辅助变压器故障的实施方式中，具体可见后文的描述。在部分实施方式中，如果只是想满足通过牵引蓄电池充电机40对第二蓄电池30的电流进行逆变，为恒压恒频负载进行供电，则可以无需将牵引蓄电池充电机40与变压变频负载连接。

在本发明的一种具体实施方式中，可参阅图6，还包括：

第一端分别与第九开关K9的第二端以及变压变频负载连接，第二端分别与第七开关K7的第二端以及第十二开关K12的第一端连接的第十一开关K11；

第二端分别与恒压恒频负载以及蓄电池充电机40连接的第十二开关K12；

设置在第一蓄电池20与蓄电池充电机40之间的第十三开关K13；

设置在第二蓄电池30与蓄电池充电机40之间的第十四开关K14；

且在第二应急模式时，第七开关K7，第十一开关K11以及第十三开关K13导通，第九开关K9，第十二开关K12以及第十四开关K14关断；

蓄电池充电机40还用于：在第二应急模式时，将第一蓄电池20的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电；

第二供电电路主体60还用于：在第二应急模式时，转换第二蓄电池30提供的电能，为变压变频负载供电。

图6中仅示出了第一供电电路主体中的第一辅助逆变器以及第一辅助变压器，未示出第一供电电路主体中的其余部分，第二供电电路主体同理。

该种实施方式中，由于增设了用于进行转换的第十二开关K12，使得该种实施方式可以应对第一供电电路主体50故障的情况，即实现了冗余的功能。

具体的，第二应急模式指的是接触网无法供电，由蓄电池进行供电，且第一辅助逆变器或者第一辅助变压器发生了故障的情况。由于第一辅助逆变器或者第一辅助变压器发生了故障，因此第一蓄电池20无法通过第一供电电路主体50实现其在蓄电池模式下的为变压变频负载供电的功能，此时，将第七开关K7，第十一开关K11以及第十三开关K13导通，第九开关K9，第十二开关K12以及第十四开关K14关断，第二蓄电池30便可以通过第二供电电路主体60为变压变频负载供电，而第一蓄电池20则输出电流至蓄电池充电机40，蓄电池充电机40对电流进行逆变之后，可以为恒压恒频负载供电。

此外，该种实施方式中，是针对辅助负载进行供电方的切换，以应对第一辅助逆变器或者第一辅助变压器发生故障的情况，当电路的其他部分正常时，通常仍然可以由第一蓄电池20为第一牵引电机供电，由第二蓄电池30为第二牵引电机供电，即该部分内容与蓄电池模式相同。

进一步的，图6的实施方式，还包括：

第一端分别与第十二开关K12的第二端以及恒压恒频负载连接，第二端与蓄电池充电机40连接的第十五开关K15。

由于该种实施方式中设置了第十五开关K15，使得可以方便地进行蓄电池充电机40的输出电流的切断。

还需要说明的是，第十五开关K15的第二端与蓄电池充电机40连接，并不是在限定第十五开关K15的第二端一定是一个触点，而是指的是该线路上设置有第十五开关K15，可以调整该线路的通断状态。第七开关K7，第九开关K9，第十一开关K11以及第十二开关K12也是同理。例如第一辅助变压器输出的是三相电，第九开关K9的第一端可以由3个触点构成，分别布置在三相线路上，实现与第一辅助变压器之间的连接，第九开关K9的第二端也可以由3个触点构成，分别布置在三相线路上，实现与变压变频支路的连接。当第九开关K9为关断状态时，三相线路均关断，为导通状态时，三相线路均导通。此外，图6中的变压变频支路中的负载均为变压变频负载，而恒压恒频支路中的负载均为恒压恒频负载。

本申请的方案中，在接触网供电模式时，第一供电电路主体50可以接收接触网的电能输入并为第一牵引电机以及变压变频负载供电，第二供电电路主体60可以接收接触网的电能输入并为第二牵引电机以及恒压恒频负载供电。如果接触网供电无法执行，在蓄电池模式时。第一蓄电池20可以通过第一供电电路主体50为第一牵引电机以及变压变频负载供电，这是考虑到变压变频负载对电压等级的要求较低，因此可以直接将第一蓄电池20的电压施加在第一供电电路主体50的中间直流环节，第一牵引电机以及变压变频负载可以以较低的功率下运行。而恒压恒频负载对电压等级的要求较高，因此，在蓄电池模式时，第二蓄电池30通过第二供电电路主体60为第二牵引电机供电，同时，利用蓄电池充电机40作为逆变电路从而为恒压恒频负载供电，也就是说，避开了第二供电电路主体60中的辅助变压器的降压，因此第二蓄电池30能够满足恒压恒频负载的电压需求。可以看出，本申请的方案中无需增加额外斩波升压电路，而是在蓄电池模式时利用蓄电池充电机40作为逆变电路，从而为恒压恒频负载供电，因此有利于降低电力机车的牵引电路的成本，保障电路的可靠性。此外，由于无需利用额外增加的斩波升压电路对第二蓄电池30进行升压，即可实现恒压恒频负载的供电，因此也有利于提高能源转换利用率。

相应于上面的电力机车的牵引电路的实施例，本发明实施例还提供了一种电力机车，包括上述任一实施例中的电力机车的牵引电路，可与上文相互对应参照，此处不再重复说明。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电力机车的牵引电路，其特征在于，包括：

与接触网，第一供电电路主体以及第二供电电路主体连接的牵引变压器；

第一蓄电池；

第二蓄电池；

蓄电池充电机，用于在充电模式时，为所述第一蓄电池以及所述第二蓄电池充电，在蓄电池模式时，将所述第二蓄电池的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电；

所述第一供电电路主体，用于在接触网供电模式时，转换所述接触网提供的电能，为第一牵引电机以及变压变频负载供电；在蓄电池模式时，转换所述第一蓄电池提供的电能，为所述第一牵引电机以及所述变压变频负载供电；

所述第二供电电路主体，用于在接触网供电模式时，转换所述接触网提供的电能，为第二牵引电机以及所述恒压恒频负载供电；在蓄电池模式时，转换所述第二蓄电池提供的电能，为所述第二牵引电机供电；

所述第一供电电路主体包括：第一整流器，与所述第一整流器连接的第一中间直流电路，与所述第一中间直流电路连接的第一牵引逆变器以及第一辅助逆变器，与所述第一辅助逆变器连接的第一辅助变压器；所述第一中间直流电路包括：第一电容，第一电感，第一支撑电容；

所述第一供电电路主体通过第一开关，第二开关以及第三开关实现在蓄电池模式时，转换所述第一蓄电池提供的电能，为所述第一牵引电机以及所述变压变频负载供电；

所述第一开关的第一端与所述第一蓄电池正极连接，所述第一开关的第二端与所述第一整流器的第一输入端连接；

所述第二开关的第一端与所述第一蓄电池负极连接，所述第二开关的第二端与所述第三开关的第二端以及所述第一电感的第一端连接；

所述第三开关的第一端与所述第一电容的第二端连接；

所述第一电容的第一端与所述第一整流器的第一输出端连接，所述第一电感的第二端与所述第一整流器的第二输出端连接；

在接触网供电模式时，所述第一开关和所述第二开关关断，所述第三开关导通；在蓄电池模式时，所述第一开关和所述第二开关导通，所述第三开关关断。

2.根据权利要求1所述的电力机车的牵引电路，其特征在于，所述第二供电电路主体包括：第二整流器，与所述第二整流器连接的第二中间直流电路，与所述第二中间直流电路连接的第二牵引逆变器以及第二辅助逆变器，与所述第二辅助逆变器连接的第二辅助变压器；所述第二中间直流电路包括：第二电容，第二电感，第二支撑电容；

通过第四开关，第五开关，第六开关以及第七开关，所述第二供电电路主体实现在蓄电池模式时，转换所述第二蓄电池提供的电能，为所述第二牵引电机供电，且所述蓄电池充电机实现在蓄电池模式时，将所述第二蓄电池的输出电流进行逆变，为恒压恒频负载供电；

所述第四开关的第一端与所述第二蓄电池正极连接，所述第四开关的第二端与所述第二整流器的第一输入端连接；

所述第五开关的第一端与所述第二蓄电池负极连接，所述第五开关的第二端与所述第六开关的第二端以及所述第二电感的第一端连接；

所述第六开关的第一端与所述第二电容的第二端连接；

所述第二电容的第一端与所述第二整流器的第一输出端连接，所述第二电感的第二端与所述第二整流器的第二输出端连接；

所述第七开关的第一端与所述第二辅助变压器连接，所述第七开关的第二端与所述恒压恒频负载连接；

在接触网供电模式时，所述第四开关和所述第五开关关断，所述第六开关和所述第七开关导通；在蓄电池模式时，所述第四开关和所述第五开关导通，所述第六开关和所述第七开关关断。

3.根据权利要求2所述的电力机车的牵引电路，其特征在于，还包括：第一端分别与所述第四开关的第二端以及所述牵引变压器连接，第二端与所述第二整流器的第一输入端连接的第八开关；

所述第二蓄电池，还用于：在第一应急模式时，通过所述第二整流器以及所述牵引变压器进行升压，为所述第二牵引电机以及所述恒压恒频负载供电；

在接触网供电模式以及蓄电池模式时，所述第八开关导通；

在第一应急模式时，所述第四开关，所述第五开关以及所述第七开关导通，所述第六开关和所述第八开关关断。

4.根据权利要求3所述的电力机车的牵引电路，其特征在于，还包括：

第一端与所述第一辅助变压器连接，第二端与所述变压变频负载连接的第九开关；

第一端分别与所述第一开关的第二端以及所述牵引变压器连接，第二端与所述第一整流器的第一输入端连接的第十开关。

5.根据权利要求4所述的电力机车的牵引电路，其特征在于，还包括：

第一端分别与所述第九开关的第二端以及所述变压变频负载连接，第二端分别与所述第七开关的第二端以及第十二开关的第一端连接的第十一开关；

第二端分别与所述恒压恒频负载以及所述蓄电池充电机连接的所述第十二开关；

设置在所述第一蓄电池与所述蓄电池充电机之间的第十三开关；

设置在所述第二蓄电池与所述蓄电池充电机之间的第十四开关；

且在第二应急模式时，所述第七开关，所述第十一开关以及所述第十三开关导通，所述第九开关，所述第十二开关以及所述第十四开关关断；

所述蓄电池充电机还用于：在第二应急模式时，将所述第一蓄电池的输出电流进行逆变，为所述恒压恒频负载供电；

所述第二供电电路主体还用于：在第二应急模式时，转换所述第二蓄电池提供的电能，为所述变压变频负载供电。

6.根据权利要求5所述的电力机车的牵引电路，其特征在于，还包括：

第一端分别与所述第十二开关的第二端以及所述恒压恒频负载连接，第二端与所述蓄电池充电机连接的第十五开关。

7.一种电力机车，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的电力机车的牵引电路。

Images