專利名稱：一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路機(jī)車領(lǐng)域，特別是涉及一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)車傳動方式有三種:機(jī)械傳動、液力傳動和電傳動。其中，機(jī)械傳動一般運用在小功率的地方鐵路和工控機(jī)車上；液力傳動包括兩種方式:機(jī)械換向液力傳動和液力換向液力傳動；電傳動包括三種方式:直流傳動、交直流傳動、交直交傳動，其中，交直交傳動簡稱為交流傳動，由于交流傳動機(jī)車具有構(gòu)造簡單、可靠性高、效率高、使用靈活性強(qiáng)、動力及制動性能高等優(yōu)點，在客運需要提速、貨運需要提速、貨運需要提高載重量的現(xiàn)實需求下，大功率交流傳動內(nèi)燃機(jī)車成為了我國鐵路牽引貨物列車的主要機(jī)型。由于交流系統(tǒng)主要決定機(jī)車的起動、制動和最高運行速率等性能，因此，交流系統(tǒng)是大功率交流傳動內(nèi)燃機(jī)車的核心部件，目前，機(jī)車技術(shù)的發(fā)展集中反映在交流系統(tǒng)上。交流系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)是:小型、輕量、節(jié)能、環(huán)保、可靠、經(jīng)濟(jì)等?，F(xiàn)有的交流傳動內(nèi)燃機(jī)采用的交流供電方案一般采用柴油發(fā)電機(jī)組、不可靠整流器、逆變器模塊，這種內(nèi)燃機(jī)車在整個系統(tǒng)中采用主輔分離的方式進(jìn)行供電，由于內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)部空間的限制，主輔分離的方式會造成系統(tǒng)集成更復(fù)雜、增加了部件安裝及維護(hù)的人力物力的消耗、同時還會存在部件之間的通用性問題?，F(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)交流系統(tǒng)無法滿足結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的要求。基于上述技術(shù)問題，迫切需要提供一種新型交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)為機(jī)車使得機(jī)車的集成度高、重量輕、便于維護(hù)，以增強(qiáng)交流傳動內(nèi)燃機(jī)車的實用性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例中提供了一種新型交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)為機(jī)車使得機(jī)車的集成度高、重量輕、便于維護(hù)，以增強(qiáng)交流傳動內(nèi)燃機(jī)車的實用性。本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案:—種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，包括:主發(fā)電機(jī)、第一牽引供電單元、第二牽引供電單元、第一牽引電機(jī)組模塊、第二牽引電機(jī)組模塊、第一隔離變壓器、第一交流直流變換器、輔助逆變單元、選擇開關(guān)、輔助電機(jī)模塊、充電機(jī)模塊、勵磁控制模塊；所述第一牽引供電單元和所述第二牽引供電單元的構(gòu)造相同；所述第一牽引供電單元包括:線路接觸器、整流模塊、中間直流回路、三個牽引逆變模塊、一個輔助逆變模塊；其中，一個輔助逆變單元與三個牽引逆變單元共用中間直流回路；所述第一牽引供電單元，用于根據(jù)逆變輸出指令在牽引工況下將所述主發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給所述第一牽引電機(jī)組模塊；所述第二牽引供電單元，用于根據(jù)逆變輸出指令在牽引工況下將所述主發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給所述第二牽引電機(jī)組模塊；所述第一牽引供電單元中的輔助逆變單元和所述第二牽引供電單元中的輔助逆變模塊分別通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出隔離變壓器，所述第一隔離變壓器用于將高壓轉(zhuǎn)換為低壓輸出給所述第一交流直流變換器；所述交直流轉(zhuǎn)換器用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電輸出給所述輔助逆變單元；所述輔助逆變單元，用于將接收的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑼ㄟ^所述切換開關(guān)為所述輔助電機(jī)模塊、所述充電機(jī)和所述勵磁控制單元供電；所述充電機(jī)模塊，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電為機(jī)車蓄電池充電；所述勵磁控制模塊，用于根據(jù)主發(fā)電機(jī)的勵磁電流控制所述中間直流回路的電壓。優(yōu)選的，所述中間直流回路包括:接地檢測單元、中間電壓檢測單元和濾波電容；所述接地檢測單元是由兩個電阻串聯(lián)構(gòu)成，所述電阻用于濾波電容殘余電量的釋放；所述中間電壓檢測單元，用于檢測中間直流回路電壓，以便系統(tǒng)維持中間直流回路電壓的穩(wěn)定；所述濾波電容，用于對中間直流回路的高次諧波進(jìn)行濾波處理和中間直流回路的儲能。優(yōu)選的，所述輔助電機(jī)模塊包括:空壓機(jī)電機(jī)、主發(fā)風(fēng)機(jī)電機(jī)、牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)、冷卻風(fēng)扇電機(jī)、排塵風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)，所述電機(jī)均采用相同的頻率。優(yōu)選的，所述發(fā)電機(jī)組可根據(jù)機(jī)車功率等級選擇采用單繞組或者雙繞組。優(yōu)選的，還包括:制動電阻單元，用于消耗所述第一牽引供電單元或者所述第二牽引供電單元在制動工況下的制動能量。優(yōu)選的，在變頻起動工況下機(jī)車蓄電池對中間直流回路進(jìn)行充電，所述第一牽引供電單元或者所述第二牽引供電單元中的任意一個牽引逆變單元，用于對發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，通過斬波單元給發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵磁，以實現(xiàn)變頻起動。優(yōu)選的，在制動工況下，所述第一牽引電機(jī)組模塊和所述第二牽引電機(jī)組模塊，用于將牽引電機(jī)輸出的三相電通過牽引逆變單元轉(zhuǎn)換成直流電，輸出給輔助逆變模塊或者消耗在制動電阻上。優(yōu)選的，還包括:直流交流變換器，用于將直流電壓變換成生活用電；所述直流交流變換器與所述充電機(jī)模塊直接耦合。優(yōu)選的，所述輔助逆變單元包括三個輔助逆變模塊；所述選擇開關(guān)，用于當(dāng)所述三個輔助逆變模塊中任意一個或者任意兩個模塊發(fā)生故障時，斷開相應(yīng)的故障模塊的線路開關(guān)，以便剩余的兩個或者一個模塊為所述輔助電機(jī)進(jìn)行恒定電壓恒定頻率供電。優(yōu)選的，所述第一牽引供電單元中的輔助逆變模塊，用于根據(jù)逆變控制指令將所述中間直流回路輸入的直流電逆變?yōu)樽兓碾妷汉皖l率，為所述交流直流變換器供電。優(yōu)選的，所述第二牽引供電單元中的輔助逆變模塊，用于根據(jù)逆變控制指令將所述中間直流回路輸入的直流電逆變?yōu)楹愣ǖ碾妷汉皖l率，為所述交流直流變換器供電。優(yōu)選的，還包括:列車供電模塊、第二隔離變壓器和第二交流直流變換器，所述列車供電模塊，用于將所述中間直流回路提供的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給第二隔離變壓器；所述第二隔離變壓器，用于將高壓轉(zhuǎn)換為低壓并輸出給第二交流直流變換器；所述第二交流直流變換器，用于將接收到的交流轉(zhuǎn)換成直流輸出給機(jī)車內(nèi)的其他用電設(shè)備。由上述實施例可以看出，本申請的一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，包括:主發(fā)電機(jī)、第一牽引供電單元、第二牽引供電單元、第一牽引電機(jī)組模塊、第二牽引電機(jī)組模塊、隔離變壓器、交直流轉(zhuǎn)換器、三個輔助逆變器、選擇開關(guān)、冷卻風(fēng)扇模塊、主發(fā)風(fēng)機(jī)及變流器通風(fēng)模塊、牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)模塊、充電機(jī)、勵磁控制器；通過中間回路供電，省去了輔助柴油發(fā)電機(jī)組，節(jié)省機(jī)車空間減輕重量，輔助電機(jī)采用相同頻率，便于平臺化設(shè)計，可見該系統(tǒng)的集成度高、重量輕、便于維護(hù)，以增強(qiáng)交流傳動內(nèi)燃機(jī)車的實用性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請實施例一揭不的一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本申請揭示的一種雙繞組交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的電路圖；圖3為本申請揭示的一種單繞組交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的電路圖；圖4為本申請揭示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖5為圖4所示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的電路圖；圖6為本申請實施例二揭示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)電路圖；圖7為本申請實施例三揭示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)電路圖；圖8為本申請揭示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)電路圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。實施例一請參閱圖1，其為本申請實施例一揭示的一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)包括:主發(fā)電機(jī)1、第一牽引供電單元2A、第二牽引供電單元2B、第一牽引電機(jī)組模塊3A、第二牽引電機(jī)組模塊3B、隔離變壓器4、交直流轉(zhuǎn)換器5、輔助逆變單元6、選擇開關(guān)7、輔助電機(jī)模塊8、充電機(jī)模塊9、勵磁控制器10。下面結(jié)合該系統(tǒng)的工作原理進(jìn)一步介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系。所述第一牽引供電單元2A和所述第二牽引供電單元2B的構(gòu)造相同；所述第一牽引供電單元2A包括:線路接觸器Al、整流模塊A2、中間直流回路A3、三個牽引逆變模塊(牽引逆變模塊I 3)、一個輔助逆變模塊(輔助逆變模塊I);其中，一個輔助逆變模塊與三個牽引逆變模塊共用中間直流回路；所述第二牽引供電單元2B包括:線路接觸器B1、整流模塊B2、中間直流回路B3、三個牽引逆變模塊(牽引逆變模塊4 6)、一個輔助逆變模塊(輔助逆變模塊2);其中，一個輔助逆變模塊與三個牽引逆變模塊共用中間直流回路；
所述第一牽引供電單元，用于根據(jù)逆變輸出指令在牽引工況下將所述主發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給所述第一牽引電機(jī)組模塊3A;所述第二牽引供電單元，用于根據(jù)逆變輸出指令在牽引工況下將所述主發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給所述第二牽引電機(jī)組模塊3B;所述第一牽引供電單元中的輔助逆變單元和第二牽引供電單元中的輔助逆變模塊分別通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(KMl和KM2)與隔離變壓器4相連，所述第一隔離變壓器4用于將高壓轉(zhuǎn)換為低壓輸出給所述第一交流直流變換器5 ;所述交直流轉(zhuǎn)換器5用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電輸出給所述輔助逆變單元(輔助逆變模塊3 5);所述輔助逆變單元，用于將接收的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑼ㄟ^所述切換開關(guān)為所述輔助電機(jī)模塊8、所述充電機(jī)9和所述勵磁控制模塊10供電；所述充電機(jī)模塊9，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電為機(jī)車蓄電池充電；所述勵磁控制模塊10，用于根據(jù)主發(fā)電機(jī)的勵磁電流控制所述中間直流回路的電壓。所述系統(tǒng)中的牽弓I逆變模塊I 6的構(gòu)造相同，輔助逆變模塊I 5的構(gòu)造相同。優(yōu)選的，所述中間直流回路包括:接地檢測單元、中間電壓檢測單元和濾波電容；所述接地檢測單元是由兩個電阻串聯(lián)構(gòu)成，所述電阻用于濾波電容殘余電量的釋放；所述中間電壓檢測單元，用于檢測中間直流回路電壓，以便系統(tǒng)維持中間直流回路電壓的穩(wěn)定；所述濾波電容，用于對中間直流回路的高次諧波進(jìn)行濾波處理和中間直流回路的儲能。優(yōu)選的，所述輔助電機(jī)模塊包括:空壓機(jī)電機(jī)、主發(fā)風(fēng)機(jī)電機(jī)、牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)、冷卻風(fēng)扇電機(jī)、排塵風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)，所述電機(jī)均采用相同的頻率。優(yōu)選的，所述冷卻風(fēng)扇電機(jī)采用交流風(fēng)機(jī)。當(dāng)然為了滿足機(jī)車的需求，輔助電機(jī)的類型是多種多樣的，則所述輔助電機(jī)模塊根據(jù)機(jī)車的現(xiàn)實需求還可以包括其他電機(jī)，相應(yīng)地通過輔助逆變模塊給輔助電機(jī)供電。不同的機(jī)車所需功率大小不同，為了滿足不同機(jī)車的供電需求，優(yōu)選的，所述發(fā)電機(jī)組可根據(jù)機(jī)車功率等級選擇采用單繞組或者雙繞組。當(dāng)采用雙繞組時，請參閱圖2所示的一種雙繞組交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的電路圖；當(dāng)采用單繞組時，請參閱圖3所示的一種單繞組交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的電路圖；優(yōu)選的，在起動工況下機(jī)車蓄電池對中間直流回路進(jìn)行充電，所述第一牽引供電單元或者所述第二牽引供電單元中的任意一個牽引逆變單元，用于對發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，通過斬波單元對發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵磁，以實現(xiàn)變頻起動。具體請參閱圖2所示的供電系統(tǒng)電路圖，其中，以第二牽引供電單元中的牽引逆變單元4為例，該牽引逆變單元具有雙重功能，通過控制信令切換CTS轉(zhuǎn)換開關(guān)，實現(xiàn)機(jī)車牽引和機(jī)車起動兩個功能之間的功能轉(zhuǎn)換。當(dāng)然，在圖2只是給出了以牽引逆變單元4為例的供電系統(tǒng)電路圖，還可以是，所述第一牽引供電單元或者所述第二牽引供電單元中的任意一個牽引逆變單元，即可以是牽引逆變模塊I 6中的任意一個模塊，通過控制信令切換CTS轉(zhuǎn)換開關(guān)，實現(xiàn)機(jī)車牽引和機(jī)車起動兩個功能之間的功能轉(zhuǎn)換。在此對系統(tǒng)中的哪一個牽引逆變單元不做具體限定。
以牽引逆變模塊4為例進(jìn)行說明，在牽引工況下，牽引逆變模塊4為與其相連的牽引電機(jī)供電，維持機(jī)車牽引功能。在起動工況下，可實現(xiàn)機(jī)車的變頻起動，具體過程是:通過控制信令閉合機(jī)車蓄電池開關(guān)BJ+、BJ-，給中間直流回路進(jìn)行充電，通過牽引逆變模塊4所屬的輔助逆變模塊對發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，通過自身的斬波單元對發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵磁，實現(xiàn)變頻起動。優(yōu)選的，在制動工況下，所述第一牽引電機(jī)組模塊和所述第二牽引電機(jī)組模塊，用于將牽引電機(jī)輸出的三相電通過牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成直流電，輸出給輔助逆變模塊或者消耗在制動電阻上。如圖2中所示的第一牽引電機(jī)組輸出三相電給牽引逆變模塊I 3，第二牽引電機(jī)組輸出三相電給牽引逆變模塊4 6，牽引逆變模塊將直流電分別消耗在制動電阻BRl和BR2上?；蛘邔⒅绷麟娸敵鼋o輔助逆變模塊I和輔助逆變模塊2。如圖2的電路圖所示，當(dāng)在制動工況下時，所述第一牽引電機(jī)組模塊3A和所述第二牽引電機(jī)組模塊3B，用于將牽引電機(jī)TMl TM6輸出的三相電輸出給各自對應(yīng)的牽引逆變模塊，圖中所示TMl對應(yīng)牽引逆變模塊1、TM2對應(yīng)牽引逆變模塊2、TM3對應(yīng)牽引逆變模塊3、TM4對應(yīng)牽引逆變模塊4、TM5對應(yīng)牽引逆變模塊5、TM6對應(yīng)牽引逆變模塊6，通過牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成直流電，輸出給輔助逆變模塊或者消耗在制動電阻上。優(yōu)選的，所述第一牽引供電單元中的輔助逆變模塊，用于根據(jù)逆變控制指令將所述中間直流回路輸入的直流電逆變?yōu)樽兓碾妷汉皖l率，為所述交流直流變換器供電。優(yōu)選的，所述第二牽引供電單元中的輔助逆變模塊，用于根據(jù)逆變控制指令將所述中間直流回路輸入的直流電逆變?yōu)楹愣ǖ碾妷汉皖l率，為所述交流直流變換器供電。所述輔助逆變單元包括三個輔助逆變模塊；則所述選擇開關(guān)7，用于當(dāng)所述輔助逆變模塊(輔助逆變模塊6A 6B)中任意一個或者任意兩個模塊發(fā)生故障時,斷開相應(yīng)的故障模塊的線路開關(guān)，以便剩余的兩個或者一個模塊為所述輔助電機(jī)進(jìn)行恒定電壓恒定頻率供電。在正常工作狀態(tài)下，如圖2所示的，選擇開關(guān)7中的KM3、KM5、KM7處于閉合狀態(tài)，KM4、KM6處于斷開狀態(tài)；當(dāng)其中任意一個或者兩個模塊發(fā)生故障時，斷開相應(yīng)故障的線路開關(guān)，閉合KM4、KM6，此時所有負(fù)載由一個或者兩個輔助逆變模塊提供恒定壓力恒定頻率的電源集中供電。當(dāng)機(jī)車上還有生活用電需求是，上述系統(tǒng)還包括:直流交流變換器12，用于將直流電壓變換成生活用電，給空調(diào)等其他電器供電；所述直流交流變換器與所述充電機(jī)模塊直接耦合。具體如圖4所示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；該系統(tǒng)包括:主發(fā)電機(jī)1、第一牽引供電單元2A、第二牽引供電單元2B、第一牽引電機(jī)組模塊3A、第二牽引電機(jī)組模塊3B、隔離變壓器4、交直流轉(zhuǎn)換器5、三個輔助逆變模塊6A 6C、選擇開關(guān)7、輔助電機(jī)模塊8、充電機(jī)模塊9、勵磁控制模塊10、直流交流變換器12。圖4所不供電系統(tǒng)的具體電路圖如圖5的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)電路圖所示。為了使得勵磁控制響應(yīng)速度更快，使得整個供電系統(tǒng)的性能更優(yōu)異，本發(fā)明實施二還提供了另外一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，具體如圖6的結(jié)構(gòu)圖所示，所述主發(fā)電機(jī)輸出繞組通過變壓器與勵磁控制模塊的輸入直接I禹合；變壓器將主發(fā)電機(jī)輸出的三相交流電變換成勵磁系統(tǒng)所需的電壓，進(jìn)行勵磁系統(tǒng)的自勵磁控制。除了勵磁控制模塊與其他模塊直接的連接關(guān)系發(fā)生變換之外，其他模塊之間的相互關(guān)系保持不變，具體連接關(guān)系及作用已在上述實施例一中詳細(xì)描述，在此不再贅述。
為了實現(xiàn)貨運機(jī)車和客運機(jī)車之間的變換，本發(fā)明實施例三還提供了另外一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，當(dāng)列車發(fā)生故障時，列車的供電需求仍舊能夠得到滿足，具體如圖7的結(jié)構(gòu)圖所示，所述系統(tǒng)在實施一提供的供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了列車供電模塊13、第二隔離變壓器14和第二交流直流變換器15，所述列車供電模塊，用于將所述中間直流回路提供的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給第二隔離變壓器；所述第二隔離變壓器，用于將高壓轉(zhuǎn)換為低壓并輸出給第二交流直流變換器；所述第二交流直流變換器，用于將接收到的交流轉(zhuǎn)換成直流輸出給機(jī)車內(nèi)的其他用電設(shè)備。除了增加這三個模塊之外，其他模塊之間的相互關(guān)系保持不變，具體連接關(guān)系及作用已在上述實施例一中詳細(xì)描述，在此不再贅述。上述系統(tǒng)還可通過改變第一牽引供電單元和第二牽引供電單元中的牽引逆變單元的數(shù)量，實現(xiàn)四軸控制方式與六軸控制方式兩種方式之間的變換，具體將如圖7所示的原供電系統(tǒng)中的牽引逆變單元3和牽引逆變單元6去除，使得第一牽引供電單元和第二牽引供電單元中都只有兩個牽引逆變模塊分別給對應(yīng)的牽引電機(jī)組供電，即可實現(xiàn)六軸到四軸的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)機(jī)車的四軸控制。具體請參閱圖8，其為本申請揭示的另一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)電路圖。上述三個實施例中給出的供電系統(tǒng)可實現(xiàn)不同的功能，在實際應(yīng)用中可以根據(jù)實際功能需求添加或者刪除相應(yīng)的模塊，進(jìn)行自由組合實現(xiàn)相應(yīng)的功能。通過上述實施例可以看出，本申請?zhí)峁┑囊环N交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，采用中間回路給交流系統(tǒng)供電，使得主輔電路集成度高，省去了輔助柴油發(fā)電機(jī)組，節(jié)省了機(jī)車空間減輕了機(jī)車重量，采用相同額定頻率的輔助電機(jī)，使得供電系統(tǒng)集成度更好，便于平臺設(shè)計，模塊化設(shè)計易于維護(hù)，模塊的兼容性高通用性強(qiáng)，因此，該供電系統(tǒng)使得機(jī)車的集成度高、重量輕、便于維護(hù)，以增強(qiáng)交流傳動內(nèi)燃機(jī)車的實用性。本說明書中的各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例中的說明的都是與其他實施例的不同之處。以上描述的系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元或者模塊，可以是或者也可以不是物理上分開的?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例中技術(shù)方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。以上對本發(fā)明所提供的一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 主發(fā)電機(jī)、第一牽引供電單元、第二牽引供電單元、第一牽引電機(jī)組模塊、第二牽引電機(jī)組模塊、第一隔離變壓器、第一交流直流變換器、輔助逆變單元、選擇開關(guān)、輔助電機(jī)模塊、充電機(jī)模塊、勵磁控制模塊； 所述第一牽引供電單元和所述第二牽引供電單元的構(gòu)造相同；所述第一牽引供電單元包括:線路接觸器、整流模塊、中間直流回路、三個牽引逆變模塊、一個輔助逆變模塊；其中，一個輔助逆變單元與三個牽引逆變單元共用中間直流回路； 所述第一牽弓I供電單元，用于根據(jù)逆變輸出指令在牽弓I工況下將所述主發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給所述第一牽引電機(jī)組模塊； 所述第二牽引供電單元，用于根據(jù)逆變輸出指令在牽引工況下將所述主發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給所述第二牽引電機(jī)組模塊； 所述第一牽引供電單元中的輔助逆變單元和所述第二牽引供電單元中的輔助逆變模塊分別通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出隔離變壓器，所述第一隔離變壓器用于將高壓轉(zhuǎn)換為低壓輸出給所述第一交流直流變換器； 所述交直流轉(zhuǎn)換器用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電輸出給所述輔助逆變單元； 所述輔助逆變單元，用于將接收的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑼ㄟ^所述切換開關(guān)為所述輔助電機(jī)模塊、所述充電機(jī)和所述勵磁控制單元供電； 所述充電機(jī)模塊，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電為機(jī)車蓄電池充電； 所述勵磁控制模塊，用于根據(jù)主發(fā)電機(jī)的勵磁電流控制所述中間直流回路的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中間直流回路包括: 接地檢測單元、中間電壓檢測單元和濾波電容； 所述接地檢測單元是由兩個電阻串聯(lián)構(gòu)成，所述電阻用于濾波電容殘余電量的釋放；所述中間電壓檢測單元，用于檢測中間直流回路電壓，以便系統(tǒng)維持中間直流回路電壓的穩(wěn)定； 所述濾波電容，用于對中間直流回路的高次諧波進(jìn)行濾波處理和中間直流回路的儲倉泛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助電機(jī)模塊包括:空壓機(jī)電機(jī)、主發(fā)風(fēng)機(jī)電機(jī)、牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)、冷卻風(fēng)扇電機(jī)、排塵風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)，所述電機(jī)均采用相同的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組可根據(jù)機(jī)車功率等級選擇采用單繞組或者雙繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:制動電阻單元，用于消耗所述第一牽引供電單元或者所述第二牽引供電單元在制動工況下的制動能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在變頻起動工況下機(jī)車蓄電池對中間直流回路進(jìn)行充電，所述第一牽引供電單元或者所述第二牽引供電單元中的任意一個牽引逆變單元，用于對發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，通過斬波單元給發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵磁，以實現(xiàn)變頻起動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在制動工況下，所述第一牽引電機(jī)組模塊和所述第二牽引電機(jī)組模塊，用于將牽引電機(jī)輸出的三相電通過牽引逆變單元轉(zhuǎn)換成直流電，輸出給輔助逆變模塊或者消耗在制動電阻上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:直流交流變換器，用于將直流電壓變換成生活用電；所述直流交流變換器與所述充電機(jī)模塊直接耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助逆變單元包括三個輔助逆變模塊；所述選擇開關(guān)，用于當(dāng)所述三個輔助逆變模塊中任意一個或者任意兩個模塊發(fā)生故障時，斷開相應(yīng)的故障模塊的線路開關(guān)，以便剩余的兩個或者一個模塊為所述輔助電機(jī)進(jìn)行恒定電壓恒定頻率供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一牽引供電單元中的輔助逆變模塊，用于根據(jù)逆變控制指令將所述中間直流回路輸入的直流電逆變?yōu)樽兓碾妷汉皖l率，為所述交流直流變換器供電。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二牽引供電單元中的輔助逆變模塊，用于根據(jù)逆變控制指令將所述中間直流回路輸入的直流電逆變?yōu)楹愣ǖ碾妷汉皖l率，為所述交流直流變換器供電。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 列車供電模塊、第二隔離變壓器和第二交流直流變換器，所述列車供電模塊，用于將所述中間直流回路提供的直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電輸出給第二隔離變壓器；所述第二隔離變壓器，用于將高壓轉(zhuǎn)換為低壓并輸出給第二交流直流變換器；所述第二交流直流變換器， 用于將接收到的交流轉(zhuǎn)換成直流輸出給機(jī)車內(nèi)的其他用電設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主發(fā)電機(jī)、第一牽引供電單元、第二牽引供電單元、第一牽引電機(jī)組模塊、第二牽引電機(jī)組模塊、第一隔離變壓器、第一交流直流變換器、輔助逆變單元、選擇開關(guān)、輔助電機(jī)模塊、充電機(jī)模塊和勵磁控制模塊；該系統(tǒng)通過中間回路供電，省去了輔助柴油發(fā)電機(jī)組，節(jié)省機(jī)車空間減輕重量，輔助電機(jī)采用相同的頻率，便于平臺化設(shè)計，可見本發(fā)明提供的交流傳動內(nèi)燃機(jī)車供電系統(tǒng)的集成度高、重量輕、便于維護(hù)，以增強(qiáng)交流傳動內(nèi)燃機(jī)車的實用性。
文檔編號B61C3/00GK103192726SQ20131015290
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者何良, 饒沛南, 張義 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司