城市軌道交通受電裝置和系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種城市軌道交通受電裝置和系統，其中，裝置包括：供電電源和與供電電源連接的供電軌道，供電軌道包括多個相互絕緣的供電子軌道，還包括應答器，與各個供電子軌道電連接，用于接收列車發送的控制信號，以控制列車下方的供電子軌道與供電電源之間導通，為列車供電。本發明提供的城市軌道交通受電裝置和系統中，在列車經過時，控制列車下方的供電子軌道導通，又由于各個供電子軌道之間相互絕緣，因此，能夠保證列車外圍沒有帶電部分，從而保證受電裝置和系統的安全性。
【專利說明】
城市軌道交通受電裝置和系統
技術領域
[0001]本發明涉及軌道交通供電技術領域，特別是涉及城市軌道交通受電裝置和系統。 【背景技術】
[0002]城市軌道交通主要指的是城市地鐵、城市快軌、輕軌、有軌電車等。城市軌道交通一般需要電力系統為其持續供電才能保證其正常工作。
[0003]在現有技術中，城市軌道交通一般都采用連續受電的方式，通過采用架空接觸網來不間斷的為列車提供電能。圖1為現有技術中接觸網供電的結構示意圖，如圖1所示，現有技術需要在列車12上方全程架設連續的供電接觸網14,在列車12車頂安裝受電弓13,列車運行過程中通過受電弓13與接觸網14的接觸進行連續受電。
[0004]但是，全程架設供電接觸網的方式不僅影響城市景觀，也存在一定的安全問題，例如，關鍵路口架設高壓電接觸網，限制了通過車輛的高度，當一些車輛運輸材料時，很容易剮蹭接觸網，從而造成觸電，存在一定的安全隱患。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種城市軌道交通受電裝置和系統，用以解決現有技術的全程架設供電接觸網的方式存在的影響城市景觀和安全問題，例如，關鍵路口架設高壓電接觸網，限制了通過車輛的高度，當一些車輛運輸材料時，很容易剮蹭接觸網，從而造成觸電， 存在一定的安全隱患的問題。
[0006]本發明提供的一個方面提供一種城市軌道交通受電裝置，包括:
[0007]供電電源和與供電電源連接的供電軌道，所述供電軌道包括多個相互絕緣的供電子軌道；
[0008]應答器，與各個供電子軌道電連接，用于接收列車發送的控制信號，以控制列車下方的供電子軌道與供電電源之間導通，為列車供電。
[0009]本發明提供的另一個方面提供一種城市軌道交通受電系統，包括:
[0010]上述城市軌道交通受電裝置和列車；
[0011]其中，所述列車包括:發送器和用于存儲驅動列車運行的電能的儲能裝置；
[0012]所述發送器用于向應答器發送控制信號，以控制列車下方的供電子軌道與供電電源導通，向所述儲能裝置供電。
[0013]本發明提供的城市軌道交通受電裝置和系統中，在列車經過時，控制列車下方的供電子軌道導通，又由于各個供電子軌道之間相互絕緣，因此，能夠保證列車外圍沒有帶電部分，從而保證受電裝置和系統的安全性。【附圖說明】
[0014]圖1為現有技術中接觸網供電的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明實施例一提供的城市軌道交通受電裝置的結構示意圖；
[0016]圖3為本發明實施例一提供的列車站停狀態的示意圖；
[0017]圖4為本發明實施例二提供的列車進站運行狀態的示意圖；
[0018]圖5為本發明實施例二提供的列車出站運行狀態的示意圖；
[0019]圖6為本發明實施例三提供的城市軌道交通受電系統的結構示意圖。
[0020]附圖標記:
[0021]1-供電電源；2-供電軌道；[〇〇22]21-供電子軌道；3-應答器；
[0023]4-列車；5-供電開關；
[0024]41-儲能裝置；42-發送器；
[0025]43-集電靴。【具體實施方式】 [〇〇26]實施例一
[0027]圖2為本發明實施例一提供的城市軌道交通受電裝置的結構示意圖，圖3為本發明實施例一提供的列車站停狀態的示意圖。如圖2和圖3所示，本實施例提供的城市軌道交通受電裝置包括:供電電源1、供電軌道2和應答器3,其中，供電電源1與供電軌道2電連接，供電軌道2包括多個相互絕緣的供電子軌道21，應答器3,與各個供電子軌道21電連接，用于接收列車4發送的控制信號，以控制列車4下方的供電子軌道21與供電電源1導通，為列車4供電。[〇〇28] 具體的，應答器3包括磁感應器、無線電耦合器件、無線射頻識別RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)電子標簽中的任意一種或多種。例如，應答器3可以包括磁感應器，當然，相應的列車4上也適應性的安裝與磁感應器相互感應的線圈，通過列車上的線圈與應答器3的磁感應器相互感應，以實現接收控制信號。當然，應答器3可以包括無線電耦合器件，通過接收列車4發送的無線電信號，即控制信號，來控制列車4下方的供電子軌道21 導通。
[0029]其中，應答器3的數量并不加以限定。可選的，可以每個供電子軌道21均有其對應的應答器3，當然，也可以每個供電軌道2具有其對應的應答器3。
[0030]另外，若應答器3包括磁感應器或RFID電子標簽，則應答器3應安裝在供電子軌道 21上或者內部，以接收磁感應信號或無線射頻信號，即控制信號。而對于其他類型的應答器 3,例如應答器3包括無線電耦合器件，則應答器3的安裝位置則并不加以限定。圖2只是示例性的給出應答器3的位置，具體的應答器3的設置位置可以根據應答器3的類型和實際需要而進行更改。[〇〇31]本實施例提供的城市軌道交通受電裝置中，供電軌道2包括多個相互絕緣的供電子軌道21，應答器3與各個供電子軌道21電連接，用于接收列車4發送的控制信號，從而在列車經過時，控制列車4下方的供電子軌道21與供電電源1導通，又由于各個供電子軌道21之間相互絕緣，因此，能夠保證列車外圍沒有帶電部分，從而保證受電裝置的安全性。[〇〇32] 實施例二
[0033]在實施例一的基礎上，本實施例具體對應答器如何控制列車下方的供電子軌道導通進行進一步的解釋說明。圖4為本發明實施例二提供的列車進站運行狀態的示意圖，圖5為本發明實施例二提供的列車出站運行狀態的示意圖。其中，圖4和圖5中的箭頭代表的是列車的行進方向。
[0034]應答器3具體用于接收列車4發送的閉合信號，以控制列車4前車輪經過的供電子軌道21與供電電源1之間為導通狀態，還用于接收列車發送的斷開信號，以控制列車4后車輪經過的供電子軌道21與供電電源之間斷開。
[0035]可選的，一種實施方式可以為:列車4的車頭，例如前車輪的位置處安裝有用于發送閉合信號的第一發送器，列車4的車尾，例如后車輪的位置處安裝有用于發送斷開信號的第二發送器，每個供電子軌道21均安裝有應答器3。本實施例以發送器與應答器3之間的交互信號的方式為磁感應的方式進行具體說明。如圖3所示，當列車4行進時，安裝于列車4頭車頭處的第一發送器發送閉合信號，此時，列車4車頭下方的應答器3感應到第一發送器發送的磁感應信號，即閉合信號，從而實現列車4車頭下方的供電子軌道21與供電電源1導通， 為列車供電，由于列車4不斷的行駛，因此可以觸發所有列車4車頭經過的供電子軌道21均與供電電源1導通。
[0036]進一步的，當列車4車尾經過供電子軌道21時，位于車尾的第二發送器向應答器3 發送斷開信號，則列車4車尾下方的供電子軌道21斷開與供電電源1的連接，從而實現列車4 的外圍沒有帶電部分，從而保證受電裝置的安全性。
[0037]可選的，另外一種可實施的方式為:每段供電子軌道21預設有編號，列車4上相應的安裝有發送器，以向應答器3發送控制信號，其中，控制信號中包括供電子軌道21的預設編號，應答器3根據預設編號對相應的供電子軌道21與供電電源1之間的導通與斷開。
[0038]其中，在上述實施例中，如圖2和圖4所示，每個供電子軌道21與供電電源1之間可以連接有供電開關5,通過控制供電開關5的開啟與閉合進而控制供電子軌道21與供電電源 1之間的導通與斷開。
[0039]可選的，供電開關5可以為接觸器、高速斷路器中任意一種或多種。
[0040]在上述實施方式的基礎上，本實施例提供的城市軌道交通受電裝置，供電軌道2可以設置在地面車站內，且供電軌道2的長度大于或者等于列車4的長度，以在列車4進站停靠時為列車4充電。[〇〇41]優選的，供電軌道2為多個，且分別設置在多個地面車站內，供電軌道2的數量與地面車站的數量一一對應。舉例來說，供電軌道2可以設置于列車行進的各個車站的停靠站處，當列車進站停車時，對列車進行快速充電，因此，無需全程鋪設供電軌道2,節約了成本。
[0042]可選的，每段供電軌道2的長度可以超出列車4的長度，但只要保證在充電時，只有列車下方的供電子軌道21與供電電源1導通即可。[〇〇43]另外，為了保證行人的安全性，供電軌道2設置于列車的兩個運行軌道之間。當然， 在安全措施得當的前提下，供電軌道2也可以設置于運行軌道的外側。[〇〇44]本實施例提供的城市軌道交通受電裝置中，供電軌道2間隔設置，無需像現有技術一樣全程鋪設供電接觸網14,因而節約了成本，并且，由于供電軌道設置于列車下方，因此也提高了城市景觀的美觀性。[〇〇45] 實施例三
[0046]本實施例提供的一種城市軌道交通受電系統，圖6為本發明實施例三提供的城市交通受電系統的結構示意圖，如圖6所示，該系統包括:城市軌道交通受電裝置和列車4,列車4包括:發送器42和用于存儲驅動列車運行的電能的儲能裝置41。其中，發送器42用于向應答器3發送控制信號，以控制列車6下方的供電子軌道21與供電電源1導通，向儲能裝置41 供電。
[0047]其中，本實施例中提供的城市軌道交通受電裝置可以為實施例一和實施例二中的受電裝置。[〇〇48] 具體的，發送器42包括磁感應器、無線電耦合器件、無線射頻識別RFID閱讀器中任意一種或多種。發送器42與受電裝置中的接收器3相互配合使用。[〇〇49] 舉例來說，若發送器42為磁感應器或RFID電子標簽，則發送器42可以安裝于列車底板的下方，以與應答器3相互感應，發送磁感應信號或無線射頻信號，即控制信號。
[0050]其中，儲能裝置41是一種采用超能電容或者超級電容組成的能夠在極短時間(20 秒鐘左右)進行大電流充電的裝置。其中，儲能裝置41可以在列車運行時，為列車供電。 [〇〇51]本實施例提供的城市軌道交通受電系統中，供電軌道2包括多個相互絕緣的供電子軌道21，應答器3與各個供電子軌道21電連接，用于接收發送器42發送的控制信號，從而在列車經過時，控制列車4下方的供電子軌道21與供電電源1導通，又由于各個供電子軌道 21之間相互絕緣，因此，能夠保證列車外圍沒有帶電部分，從而保證受電裝置的安全性。 [〇〇52]實施例四[〇〇53]在上述實施例三的基礎上，本實施例具體對發送器42如何控制列車下方的供電子軌道21進行進一步的解釋說明。[〇〇54]如圖3至圖6所示，發送器42具體用于向應答器3發送閉合信號，以控制列車前車輪經過的供電子軌道21與供電電源1之間為導通狀態，發送器42還用于向應答器3發送斷開信號，以控制列車后輪經過的供電子軌道21與供電電源1斷開。
[0055]可選的，一種實施方式可以為:發送器42包括用于發送閉合信號的第一發送器和用于發送斷開信號的第二發送器，具體的，可以在列車4的車頭，例如前車輪的位置處安裝有的第一發送器，在列車4的車尾，例如后車輪的位置處安裝有用于第二發送器，相應的，每個供電子軌道21均安裝有應答器3。本實施例以發送器42與應答器3之間的交互信號的方式為磁感應的方式進行具體說明。如圖3所示，當列車4行進時，安裝于列車4頭車頭處的第一發送器發送閉合信號，此時，列車4車頭下方的應答器3感應到第一發送器發送的磁感應信號，即閉合信號，從而實現列車4車頭下方的供電子軌道21與供電電源1導通，為列車供電， 由于列車4不斷的行駛，因此可以觸發所有列車4車頭經過的供電子軌道21均與供電電源1 導通。
[0056]進一步的，當列車4車尾經過供電子軌道21時，位于車尾的第二發送器向應答器3 發送斷開信號，則列車4車尾下方的供電子軌道21斷開與供電電源1的連接，從而實現列車4 的外圍沒有帶電部分，從而保證受電裝置的安全性。[〇〇57]可選的，另外一種可實施的方式為:每段供電子軌道21預設有編號，發送器42向應答器3發送控制信號，其中，控制信號中包括供電子軌道21的預設編號，以使應答器3根據預設編號對相應的供電子軌道21與供電電源1之間的導通與斷開。其中，發送器42的數量可以為一個，也可以為多個。[〇〇58]另外，如圖6所示，列車4還包括:與儲能裝置41電連接、與供電軌道2配合使用的集電靴43,集電靴設置于列車4的兩排車輪之間。
[0059]具體的，在列車4進行充電時，集電靴43可以與供電軌道2相互接觸進行充電，當然也集電靴43也可以與供電軌道2不接觸，通過電磁感應的方式進行充電。
[0060]其中，集電靴43的安裝位置與供電軌道2的位置相互配合。可選的，為了保證系統的安全性，防止乘客觸電，集電靴43可沿列車下底板翻折，可以在充電時朝向地面翻折打開，非充電時朝向底板翻折收起。[〇〇61]本實施例提供的城市軌道交通受電系統中，列車4帶有儲能裝置41，因此，可以與城市軌道交通受電裝置配合，可以利用列車4進站停車上下客時間進行快速的充電，從而無需全程架設連續的接觸電網，提高了系統的安全性，并且節約成本。
[0062]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種城市軌道交通受電裝置，其特征在于，包括:供電電源和與供電電源連接的供電軌道，所述供電軌道包括多個相互絕緣的供電子軌 道；應答器，與各個供電子軌道電連接，用于接收列車發送的控制信號，以控制列車下方的 供電子軌道與供電電源之間導通，為列車供電。2.根據權利要求1所述的城市軌道交通受電裝置，其特征在于，所述應答器具體用于接 收列車發送的閉合信號，以控制列車前車輪經過的供電子軌道與供電電源之間導通，還用 于接收列車發送的斷開信號，以控制所述列車后車輪經過的供電子軌道與供電電源之間斷 開。3.根據權利要求1所述的城市軌道交通受電裝置，其特征在于，所述供電軌道供電軌道 設置在地面車站內，且供電軌道的長度大于或者等于所述列車的長度，以在列車進站停靠 時為列車充電。4.根據權利要求3所述的城市軌道交通受電裝置，所述供電軌道為多個，且分別設置在 多個地面車站內，所述供電軌道的數量與地面車站的數量一一對應。5.根據權利要求1或2所述的城市軌道交通受電裝置，其特征在于，所述供電軌道設置 于列車的兩個運行軌道之間。6.根據權利要求1所述的城市軌道交通受電裝置，其特征在于，所述應答器包括:磁感 應器、無線電耦合器件、無線射頻識別RFID電子標簽中的任意一種或多種。7.—種城市軌道交通受電系統，其特征在于，包括:上述權利要求1-6任一項所述的城 市軌道交通受電裝置和列車；其中，所述列車包括:發送器和用于存儲驅動列車運行的電能的儲能裝置；所述發送器用于向應答器發送控制信號，以控制列車下方的供電子軌道與供電電源導 通，向所述儲能裝置供電。8.根據權利要求7所述的城市軌道交通受電系統，其特征在于，所述發送器具體用于向 所述應答器發送閉合信號，以控制列車前車輪經過的供電子軌道與供電電源導通，還用于 向所述應答器發送斷開信號，以控制所述列車后車輪經過的供電子軌道與供電電源斷開。9.根據權利要求7所述的城市軌道交通受電系統，其特征在于，所述發送器包括:磁感 應器、無線電耦合器件、無線射頻識別RFID閱讀器中任意一種或多種。10.根據權利要求7-9任一項所述的城市軌道交通受電系統，其特征在于，所述列車還 包括:與儲能裝置電連接、與供電軌道配合使用的集電靴，集電靴設置于列車的兩排車輪之 間。
【文檔編號】B60L5/00GK105946626SQ201610279312
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】車向中, 郭建斌, 姜濤, 馬晨普
【申請人】中車大連電力牽引研發中心有限公司