技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种铁路工程和维护车辆，尤其是涉及一种应用于铁路工程和设备维护领域带双动力源的地铁电传动钢轨打磨车。
背景技术
[0002] 地铁线路具有大量隧道区段，现有地铁钢轨打磨车均采用内燃动力作为整车动力来源，在地铁隧道打磨作业时，
内燃机尾气难以排出，大量有毒气体和粉尘对作业人员的身体健康带来很大伤害。同时，导致功率降低、影响整车其他系统正常工作。地铁钢轨打磨车装机功率较大，
燃料消耗量巨大，导致打磨作业成本难以降低。现有地铁钢轨打磨车大多采用静液压传动走行技术，其使用的液压油具有泄露污染环境和火灾隐患。
[0003] 目前，在
现有技术中，与本实用新型较为接近的技术方案是本
申请人于2012年02月13日申请，并于2012年07月04日公开，公开号为CN102535280A的中国
发明专利《一种混合动力钢轨打磨车》。该发明的混合动力钢轨打磨车应用于大型轨道工程领域具有混合动力的钢轨打磨列车作业，钢轨打磨车包括：内燃机驱动动力车、电力驱动动力车和一节以上的拖车，拖车上安装有打磨装置，混合动力钢轨打磨车在有电区或隧道区间工作时通过电力驱动动力车的受电弓从
接触网取电，经过
变压器降压，并经过变流器整流、逆变成三
相变频变压的交流电，为牵引
电机和打磨装置提供所需的动力。混合动力钢轨打磨车在无电区切换到内燃机
发电机组合模式，为混合动力钢轨打磨车的走行和打磨装置提供所需的动力。该发明解决了现有打磨车作业和燃烧效率低、排放污染严重，以及使用和维护成本高的技术问题，使打磨车在有、无电区和隧道区实现全路段无缝作业。但是，该发明描述的混合动力钢轨打磨车限定在国铁电
气化线路使用，其接触网
电压为25KVA。同时，混合动力钢轨打磨车的整车由多节车组成，内燃驱动车与电力驱动车分别在不同的车上，不利于整车的精简化设计，在无电区采用液压传动提供走行动力。
[0004] 因此，现有技术中的现有地铁打磨车还存在以下技术
缺陷：
[0005] (1)现有地铁打磨车采用内燃动力，在隧道内工作时尾气无法排除，严重污染环境，危害行车人员身体健康；
[0006] (2)现有地铁打磨车采用内燃机作为动力，燃料消耗量大，打磨作业成本高；
[0007] (3)现有地铁打磨车采用静液压走行系统，其使用的液压油极易污染环境，且存在一定的火灾隐患。实用新型内容
[0008] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车，既可以通过地铁接触网取电作为整车动力来源进行走行及打磨作业，也可以在无电区采用内燃动力进行走行及打磨作业，实现了地铁钢轨打磨车走行与打磨作业过程的全电驱。
[0009] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车的技术实现方案，双动力源地铁电传动钢轨打磨车，包括：动力车，以及与所述动力车相连的作业车。所述动力车设置有受电弓和内燃发电机组，所述作业车设置有进行打磨作业的打磨小车。所述钢轨打磨车使用接触网作为整车动力来源，或使用所述内燃发电机组作为整车动力来源。当所述钢轨打磨车运行在地铁有电区时，直接通过所述受电弓从所述接触网取电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电
传动系统、打磨系统和辅助系统供电；当所述钢轨打磨车运行在地铁无电区时，通过所述内燃发电机组发电，再经过整流逆变后分别为所述钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电。
[0010] 优选的，所述动力车设置有高压柜、整流柜、
制动电阻、波磨与轨廓检测系统、控制柜、
牵引电机、电抗器和逆变系统，所述逆变系统进一步包括打磨逆变器、辅助逆变器和牵引逆变器；
[0011] 来自于所述接触网的直流电源通过所述受电弓和高压柜引入所述动力车内供给所述逆变系统；
[0012] 所述整流柜将来自于所述内燃发电机组的交流电经过整流后转变为直流电供所述逆变系统使用；
[0013] 所述牵引逆变器、打磨逆变器和辅助逆变器将两套动力来源的电源逆变为不同系统所需的交流电分别供给对应的所述牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统使用；
[0014] 来自于所述高压柜的
电流经过所述电抗器过滤平波进入所述牵引逆变器，所述牵引逆变器将直流电逆变为变频变压的交流电供所述牵引电机使用，通过控制所述牵引逆变器的输出特性控制所述钢轨打磨车的整车
牵引力；
[0015] 所述打磨逆变器为所述打磨小车提供电源；
[0016] 所述制动电阻与所述牵引逆变器相连，当所述牵引电机处于制动发电工况，通过所述制动电阻对制动产生的
电能进行消耗；
[0017] 所述控制柜设置在所述动力车的中部电气室，用于对所述钢轨打磨车进行控制。
[0018] 优选的，所述动力车还包括用于分别对钢轨的波浪磨耗和钢轨轮廓进行检测，为所述打磨系统提供辅助判别，为所述打磨系统的打磨控制参数修正提供依据的波磨与轨廓检测系统，所述波磨与轨廓检测系统设置在所述动力车的下部。
[0019] 优选的，所述作业车设置有：
[0020] 用于消除所述钢轨打磨车上火灾隐患的消防
水系统，所述消防水系统进一步包括水箱、消防水盘和消防
泵站；用于消除钢轨打磨作业中粉尘的
轨枕喷淋系统；
[0021] 用于对钢轨打磨作业过程进行控制的打磨控制间；
[0022] 用于实现所述作业车走行功能的无动力
转向架；
[0023] 用于对钢轨打磨作业中的打磨粉尘进行收集的集尘器；
[0024] 用于控制所述打磨小车的磨头
角度偏转的打磨液压系统；
[0025] 位于所述作业车后部的后端司机室。
[0026] 优选的，所述钢轨打磨车还包括辅助负载，所述接触网和所述内燃发电机组并联作为动力源分别为所述牵引电机、打磨小车的打磨电机，以及辅助负载供电。当通过所述接触网供电时，受电弓从接触网获取电能，电能经过所述高压柜后，再通过所述电抗器、牵引逆变器为所述牵引电机供电，通过所述打磨逆变器为所述打磨电机供电，通过所述辅助逆变器为所述辅助负载供电。当通过所述内燃发电机组供电时，所述内燃发电机组发出的电能依次经过所述整流柜、高压柜后，再通过所述电抗器、牵引逆变器为所述牵引电机提供电源，通过所述打磨逆变器为所述打磨电机供电，通过所述辅助逆变器为所述辅助负载供电。
[0027] 优选的，所述牵引电机将电能转换成机械能，通过
齿轮箱传递至轮对，驱动所述钢轨打磨车前进，在所述钢轨打磨车制动时，所述牵引电机处于发电工况，将
车轮的机械能转
化成电能，通过所述牵引逆变器转换，将电能通过所述制动电阻转换为
热能，耗散在空气中。
[0028] 优选的，所述钢轨打磨车仅包括一节动力车，以及与所述动力车相连的一节作业车。
[0029] 通过实施上述本实用新型提供的双动力源地铁电传动钢轨打磨车的技术方案，具有如下有益效果：
[0030] (1)本实用新型应用于地铁钢轨打磨时，在地铁接触网线路实现了接触网电能的应用，经济、环保、安全，在无接触网线路还可以使用内燃动力进行线路打磨作业；
[0031] (2)本实用新型采用整车双动力源驱动结构，整车由两节车组成，内燃动力与接触网动力设置在一节车上，无论在有电区还是无电区走行传动方式均为牵引电传动，同时双动力源可以在地铁线路中从接触网取电为整车提供动力，减少了环境污染、实现了清洁
能源的利用，降低了钢轨打磨作业成本；
[0032] (3)本实用新型实现了牵引电传动牵引技术在地铁打磨车上应用，实现了从走行驱动与打磨作业的全电驱，避免了打磨车液压走行系统的液压油的环境污染与火灾隐患。
附图说明
[0033] 为了更清楚地说明本实用新型
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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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实施例。
[0034] 图1是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式的结构示意图；
[0035] 图2是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式中动力车的结构示意主视图；
[0036] 图3是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式中动力车的结构示意俯视图；
[0037] 图4是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式中作业车的结构示意主视图；
[0038] 图5是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式中作业车的结构示意俯视图；
[0039] 图6是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式的整车动力传递示意
框图；
[0040] 图7是本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车一种具体实施方式的主
电路结构框图；
[0041] 图8是基于上述双动力源地铁电传动钢轨打磨车的动力切换方法一种具体实施方式中从接触网切换至内燃发电机组的供电流程示意图；
[0042] 图9是基于上述双动力源地铁电传动钢轨打磨车的动力切换方法一种具体实施方式中从内燃发电机组切换至接触网的供电流程示意图；
[0043] 图中：100-动力车，200-作业车，300-接触网，1-受电弓，2-高压柜，3-整流柜，4-内燃发电机组，5-制动电阻，6-打磨逆变器，7-波磨与轨廓检测系统，8-控制柜，9-牵引电机，10-辅助逆变器，11-牵引逆变器，12-电抗器，13-轨枕喷淋系统，14-打磨控制电气间，15-无动力转向架，16-水箱，17-消防水盘，18-集尘器，19-打磨小车，20-打磨液压系统，21-消防泵站，22-后端司机室，23-打磨电机，24-辅助负载，25-内燃机，26-发电机，
27-前端司机室，QF1-快速直流
断路器，VD1-截止
二极管，FS-压敏电阻，EB-接地
碳刷，KM1-直流接触器，BV1-第一电压
传感器，BV2-第二电压传感器，R1-第一制动电阻，R2-第二制动电阻。
具体实施方式
[0044] 为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：
[0046] 无缝切换：两种电源在供电切换过程中，所有用电器能够正常工作。
[0047] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0048] 如附图1至附图9所示，给出了本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0049] 如附图1和附图6所示，一种双动力源地铁电传动钢轨打磨车的具体实施例，包括一节动力车100，以及与动力车100相连的一节作业车200。动力车100设置有受电弓1和内燃发电机组4，作业车200设置有进行打磨作业的两台打磨小车19。钢轨打磨车使用接触网300作为整车动力来源，或使用内燃发电机组4作为整车动力来源，两种动力来源之间能实现不停机转换。钢轨打磨车在地铁有电区直接通过设置于车体顶部的受电弓1从地铁接触网300取电，再经过整流逆变后分别为钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电；或钢轨打磨车在地铁无电区切换至内燃模式，通过内燃发电机组4发电，再经过整流逆变后分别为钢轨打磨车的牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统供电。本实用新型具体实施例描述的上述电传动钢轨打磨车应用于地铁，具有两个动力来源，既可以通过地铁接触网取电作为整车动力来源进行走行及打磨作业，也可以在无电区采用内燃动力进行走行及打磨作业。整车走行系统为牵引电传动，实现了地铁钢轨打磨车走行与打磨作业的全电驱。
[0050] 如附图2和附图3所示，动力车100布置有接触网受电系统与内燃动力系统两套动力源，以及电传动牵引系统，并进一步包括前端司机室27、接触网受电系统、内燃动力系统、牵引电传动系统和控制柜8；
[0051] 接触网受电系统包括受电弓1和高压柜2，来自于接触网300的直流电源通过受电弓1和高压柜2引入动力车100内供给逆变系统；
[0052] 内燃动力系统包括内燃发电机组4和整流柜3，整流柜3将来自于内燃发电机组4的交流电源经过整流后转变为直流电供逆变系统使用；
[0053] 逆变系统包括打磨逆变器6、辅助逆变器10和牵引逆变器11，可以将两套动力来源的电源逆变为不同系统所需的交流电分别供给牵引电传动系统、打磨系统和辅助系统使用，打磨小车19的电源由打磨逆变器6提供；
[0054] 牵引电传动系统包括制动电阻5、牵引电机9和电抗器12，来自于高压柜2的电流经过电抗器12过滤平波进入牵引逆变器11，牵引逆变器11将直流电逆变为变频变压的交流电供牵引电机9使用，通过控制牵引逆变器11的输出特性控制钢轨打磨车的整车牵引力；
[0055] 制动电阻5与牵引逆变器11相连，当牵引电机9处于制动发电工况，通过制动电阻5对制动产生的电能进行消耗；
[0056] 控制柜8设置在动力车100的中部电气间，用于对钢轨打磨车进行控制。
[0057] 动力车100还进一步包括波磨与轨廓检测系统7，波磨与轨廓检测系统7设置在动力车100的下部。波磨与轨廓检测系统7分别对钢轨的波浪磨耗和钢轨轮廓进行检测，为打磨系统提供辅助判别，为打磨系统的打磨控制参数修正提供依据。
[0058] 如附图4和附图5所示，作业车200进一步设置有：
[0059] 用于消除钢轨打磨车上火灾隐患的消防水系统，消防水系统进一步包括水箱16、消防水盘17和消防泵站21；用于消除钢轨打磨作业中粉尘的两套轨枕喷淋系统13；
[0060] 用于对钢轨打磨作业过程进行控制的打磨控制间14；
[0061] 用于实现作业车200走行功能的两台无动力转向架15；
[0062] 用于对钢轨打磨作业中的打磨粉尘进行收集的两台集尘器18；
[0063] 用于控制打磨小车19的磨头角度偏转的打磨液压系统20；
[0064] 位于作业车200后部的后端司机室22。
[0065] 打磨逆变器6为打磨车200上打磨小车19的16台打磨电机23提供电源。
[0066] 如附图6和附图7所示，钢轨打磨车还进一步包括辅助负载24，辅助负载24一般包括
蓄电池、电暖系统、通
风系统、集尘器、
液压泵站、
空调系统、整车照明系统、空压机，以及检测系统等。双动力源地铁电传动钢轨打磨车主电路的主要功能是为牵引电机9、打磨电机23和整车的辅助负载24供电，同时实现接触网供电和内燃发电机组供电之间的无缝切换。接触网300和内燃发电机组4并联作为动力源分别为牵引电机9、打磨小车19的打磨电机23，以及辅助负载24供电。当通过接触网300供电时，受电弓1从接触网300获取电能，电能经过高压柜23后，再通过电抗器12、牵引逆变器11为牵引电机9供电，通过打磨逆变器6为打磨电机23供电，通过辅助逆变器10为辅助负载24供电。当通过内燃发电机组4供电时，内燃发电机组4发出的电能依次经过整流柜3、高压柜2后，再通过电抗器12、牵引逆变器11为牵引电机9提供电源，通过打磨逆变器6为打磨电机23供电，通过辅助逆变器10为辅助负载24供电。通过牵引逆变器11变频变压为牵引电机9供电时，牵引逆变器
11输出变压变频电源给牵引电机9。牵引电机9将电能转换成机械能，通过齿轮箱传递至轮对，驱动钢轨打磨车前进，在钢轨打磨车制动时，牵引电机9处于发电工况，将车轮的机械能转化成电能，通过牵引逆变器11转换，将电能通过制动电阻5转换为热能，耗散在空气中。其中在附图6中，AP为受电弓，QF1为快速直流断路器，VD1为截止二极管，FS为压敏电阻，EB为接地碳刷，KM1为直流接触器，BV1、BV2为电压传感器，R1、R2为制动电阻。
[0067] 需要特别说明的是，除了上述具体实施例以外，本实用新型双动力源地铁电传动钢轨打磨车还可以采用如下两种布置方案：
[0068] (1)整车由多节车组成，有部分车为牵引(动力)车，其上安装有双动力源为整车提供动力、传动方式采用交流电传动。其他车为作业车，只有打磨小车与集尘系统等打磨辅助系统，没有动力源与牵引系统。
[0069] (2)整车由至少两节车组成，每一节车均为独立的地铁钢轨打磨车，车上都有双动力源提供动力，传动方式采用交流电传动，并安装有打磨小车、集尘系统等打磨辅助系统。
[0070] 如附图8和附图9所示，一种基于上述双动力源地铁电传动钢轨打磨车的动力切换方法的具体实施例，包括：从接触网300切换至内燃发电机组4的供电过程，以及从内燃发电机组4切换至接触网300的供电过程，从而实现双动力无缝切换。该方法包括以下步骤：
[0071] 在钢轨打磨车处于初始状态时采用从接触网300进行供电，当需要切换至内燃发电机组4供电时，按照以下步骤进行切换：
[0072] 闭合直流接触器KM1；
[0073] 启动内燃发电机组4运行；
[0074] 控制柜8通过接触网300的反馈
电网电压BV1
自动调节内燃发电机组4的发电机26励磁电压，使整流柜3的
输出电压BV2由最低值(DC1000V)达到(BV1+100)V；
[0075] 当整流柜3的输出电压BV2达到(BV1+100)V时，操作者根据屏幕上的提示对钢轨打磨车的动力源进行切换：断开快速直流断路器QF1，切断受电弓1自接触网300接入的电源，切换完成。
[0076] 在钢轨打磨车处于初始状态时采用内燃发电机组4供电，当需要切换至接触网300供电时，按下列步骤进行切换：
[0077] 受电弓1执行升弓操作；
[0078] 控制柜8通过接触网300的反馈电网电压BV1自动调节内燃发电机组4的发电机26励磁电压，使整流柜3的输出电压BV2由最低值(DC1000V)达到(BV1+100)V；
[0079] 当整流柜3的输出电压BV2达到(BV1+100)V时，对钢轨打磨车的动力源进行切换：闭合快速直流断路器QF1，通过受电弓1接入来自于接触网300的电源；
[0080] 控制柜8自动调节内燃发电机组4的发电机26励磁电压，使整流柜3的输出电压BV2逐渐下降至最低值(DC1000V)；
[0081] 断开直流接触器KM1，内燃发电机组4停机，切换完成。
[0082] 通过实施本实用新型具体实施例描述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车的技术方案，能够产生如下技术效果：
[0083] (1)本实用新型具体实施例描述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车应用于地铁钢轨打磨时，在地铁接触网线路实现了接触网电能的应用，经济、环保、安全，在无接触网线路还可以使用内燃动力进行线路打磨作业；
[0084] (2)本实用新型具体实施例描述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车采用整车双动力源驱动结构，整车由两节车组成，内燃动力与接触网动力设置在一节车上，无论在有电区还是无电区走行传动方式均为牵引电传动，同时双动力源可以在地铁线路中从接触网取电为整车提供动力，减少了环境污染、实现了清洁能源的利用，降低了钢轨打磨作业成本；
[0085] (3)本实用新型具体实施例描述的双动力源地铁电传动钢轨打磨车实现了牵引电传动牵引技术在地铁打磨车上应用，实现了从走行驱动与打磨作业的全电驱，避免了打磨车液压走行系统的液压油的环境污染与火灾隐患。
[0086] 本
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0087] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或
修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。
