在我国无缝轨道的建设中,目前应用最为广泛的焊接方法是闪光焊接。移动式钢轨闪光焊机采用柴油发电机组作为闪光焊电源,而柴油发电机组在闪光焊接时存在三相负载不平衡,污染环境,损害健康,高原焊接电气参数不稳定等问题。为了从根本上解决传统柴油发电机式闪光焊机所存在的问题,以新能源为切入点,研究设计一种由锂电池和超级电容组成的新型钢轨闪光焊机储能供电系统对钢轨焊接的稳定性及环保性具有重要意义。本文首先对闪光焊机负载耗电量进行了测定并计算负载和辅助系统相关参数,总结了闪光焊机对电源性能的要求,在此基础上使用锂离子电池和超级电容复合电源方案,对超级电容储能系统以及电池系统进行设计,并估算了储能系统的成本;系统使用超级电容通过DC/DC与锂电池并联结构,建立焊机主回路复合能源等效模型,选择双向DC/DC变换器作为直流变换单元以简化主回路结构;电源采用单相全桥逆变器和三相桥式逆变器为焊接主回路及辅助系统提供所要求的交流电,满足钢轨焊接要求。通过焊接试验验证,新型钢轨闪光焊机电源的电源总电能、电源内阻、焊接过程中电压波动范围均符合设计要求,并对焊接后的钢轨进行型式检验并通过TB/T1632.2-2014《钢轨焊接第2部分:闪光焊接》的技术要求,可用于现场焊接生产。新型钢轨闪光焊机电源在焊接时具有零排放,噪音小的优势;焊接变压器原边电压波动程度在高压阶段、低压阶段和闪光阶段分别是柴油发电机组的15.4%、37.3%和40%,电源输出阻抗为0.012Ω小于柴油发电机组的0.071Ω;调试工艺所消耗钢轨40根少于柴油发电机组的50-100根。新型钢轨闪光焊机电源性能稳定优于柴油发电机,更有利于焊接质量的保证,可以从根本上解决传统柴油发电机式闪光焊机所存在的一系列问题。