一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统

摘要

本发明提供一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，包括列车主发电机、主变流系统和牵引电动机，列车主发电机通过主变流系统给牵引电动机供电，该系统还包括列车供电柜和辅助变流柜，主变流系统输出的电能经列车供电柜中的变压器、逆变器后，发送到辅助变流柜中的变流模块，所述变流模块向辅助系统负载供电。本发明具有可以实现牵引电能和列供电能彼此之间的实时分配；可把列车供电作为牵引电机回馈制动时的负载，利用牵引电动机回馈到中间直流环节的电能为列车供电提供电能输入；供电稳定性高的优点。

权利要求

1.一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，包括列车主发电机、主变流系统和牵引电动机，列车主发电机通过主变流系统给牵引电动机供电，其特征在于，该系统还包括列车供电柜和辅助变流柜，主变流系统输出的电能经列车供电柜中的变压器、逆变器后，发送到辅助变流柜中的变流模块，所述变流模块向辅助系统负载供电；所述列车供电柜中设有两路列车供电电路，每路列车供电电路均包括变压器和逆变器，两个变压器的输入端之间设有一个连接开关，两个逆变器的输出端之间设有一个连接开关，每个逆变器均通过一个开关将电能发送到辅助变流柜中的变流模块。

2.根据权利要求1所述的一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，其特征在于，所述辅助系统负载包括空调生活用电设备、排尘风机、水泵电机、牵引电机风机、空压机、主发通风机电机和冷却风扇电机，所述变流模块设有多个，所述空调生活用电设备、排尘风机和水泵电机通过一共用的变流模块取电，所述牵引电机风机、空压机、主发通风机电机和冷却风扇电机各自通过一个变流模块取电。

3.根据权利要求2所述的一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，其特征在于，所述牵引电机风机设有两个，每个通过一个独立的变流模块取电，两个变流模块之间设有一个连接开关。

4.根据权利要求1所述的一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，其特征在于，所述主变流系统设有两路牵引电动机供电电路，每路电路均包括整流模块、牵引逆变模块和辅助列供模块，整流模块通过牵引逆变模块给牵引电机供电；一路牵引电动机供电电路的整流模块通过辅助列供模块给一路列车供电电路供电。

说明书

一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统

技术领域

[0001] 本发明涉及轨道交通领域，尤其是涉及一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统。

背景技术

[0002] 目前内燃机车常用的列车供电方式有两种，一种是采用主辅发电机组的方式，由辅助发电机向列车供电。另一种是机车采用独立的辅助柴油发电机组、经相控整流转换为客车需要的供电电源。

[0003] 这种两种供电方式都存在以下不足之处是：1)增加机车的总重和成本；2)机车运行中调控性能差，牵引发电机和列车供电用的辅助发电机分离的架构不利于电能在主发电机和辅助发电机两者之间的自由分配；3)能量浪费，不能利用机车电阻制动时回馈的电能作为列车供电时的电能输入使用。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，解决现有两种供电方式不利于电能在主发电机和辅助发电机两者之间的自由分配的问题，解决现有两种供电方式不能利用机车电阻制动时回馈的电能作为列车供电时的电能输入使用的问题。

[0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统，包括列车主发电机、主变流系统和牵引电动机，列车主发电机通过主变流系统给牵引电动机供电，其特征在于，该系统还包括列车供电柜和辅助变流柜，主变流系统输出的电能经列车供电柜中的变压器、逆变器后，发送到辅助变流柜中的变流模块，所述变流模块向辅助系统负载供电。

[0007] 作为进一步的技术方案，所述辅助系统负载包括空调生活用电设备、排尘风机、水泵电机、牵引电机风机、空压机、主发通风机电机和冷却风扇电机，所述变流模块设有多个，所述空调生活用电设备、排尘风机和水泵电机通过一共用的变流模块取电，所述牵引电机风机、空压机、主发通风机电机和冷却风扇电机各自通过一个变流模块取电。

[0008] 作为进一步的技术方案，所述牵引电机风机设有两个，每个通过一个独立的变流模块取电，两个变流模块之间设有一个连接开关。

[0009] 作为进一步的技术方案，所述列车供电柜中设有两路列车供电电路，每路列车供电电路均包括变压器和逆变器，两个变压器的输入端之间设有一个连接开关，两个逆变器的输出端之间设有一个连接开关，每个逆变器均通过一个开关将电能发送到辅助变流柜中的变流模块。

[0010] 作为进一步的技术方案，所述主变流系统设有两路牵引电动机供电电路，每路电路均包括整流模块、牵引逆变模块和辅助列供模块，整流模块通过牵引逆变模块给牵引电机供电；一路牵引电动机供电电路的整流模块通过辅助列供模块给一路列车供电电路供电。

[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0012] 1、本交流辅助系统采用主辅共中间直流技术的方案，采用机车牵引回路中间直流环节的工作电压(范围为DC 600～1900V)，不仅降低了机车轴重，而且由于列供直流电能输入和牵引中间直流环节共用的特点，可以实现牵引电能和列供电能彼此之间的实时分配；

[0013] 2、在机车电阻制动工况下，可把列车供电作为牵引电机回馈制动时的负载，利用牵引电动机回馈到中间直流环节的电能为列车供电提供电能输入；

[0014] 3、采用两组列车供电电路，虽完全相同，但彼此独立，互为冗余，当一路供电回路故障时，另一路仍然可向旅客列车供电。

附图说明

[0015] 图1为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0017] 实施例

[0018] 本发明提出一种带列车供电功能的内燃机车交流辅助系统，采用主辅共中间直流技术的方案，具体是由主发电机输出的三相交流电，通过主变流系统的整流模块(一般采用整流器)整流为1700V的直流电，然后通过主变系统中的辅助列供模块(一般采用逆变器)输出给列车供电柜三相交流电，经列车供电柜中变压器和逆变模块(一般采用逆变器)进行斩波降压整流后得到DC600V电压，该直流电压可以提供给列车所需的直流用电，同时通过辅助变流柜中独立的变流模块(一般采用逆变器)分别向辅助系统负载(如：牵引通风机电机、主发通风机电机、冷却风扇电机、空压机电机、生活用电设备)供电。

[0019] 本发明具体结构如图1所示，包括列车主发电机(简称主发电机)、主变流系统、牵引电动机、列车供电柜和辅助变流柜。列车主发电机通过主变流系统给牵引电动机供电。主变流系统输出的电能经列车供电柜中的变压器、逆变器后，发送到辅助变流柜中的变流模块，该变流模块除了向列车供电以外，还向辅助系统负载供电。

[0020] 辅助系统负载包括空调生活用电设备、排尘风机、水泵电机、牵引电机风机、空压机、主发通风机电机和冷却风扇电机。变流模块设有多个。空调生活用电设备、排尘风机和水泵电机通过一共用的变流模块取电。牵引电机风机、空压机、主发通风机电机和冷却风扇电机各自通过一个变流模块取电。牵引电机风机、空压机和冷却风扇电机可设置多个，当设置多个时，每个都从一个独立的变流模块取电。本实施例的空压机设有两个：空压机1和空压机2；冷却风扇电机设有两个：冷却风扇电机1和冷却风扇电机2。

[0021] 当牵引电机风机设有多个时，还需要考虑供电冗余，提供供电可靠性。本实施例的牵引电机风机设有两个：牵引电机风机1和牵引电机风机2，每个通过一个独立的变流模块取电，两个变流模块之间设有一个连接开关，当一个变流模块出现问题时，可以通过另一个变流模块进行供电，保证供电可靠。

[0022] 列车供电柜中设有两路列车供电电路，每路列车供电电路均包括变压器和逆变器，两个变压器的输入端之间设有一个连接开关，两个逆变器的输出端之间设有一个连接开关，每个逆变器均通过一个开关将电能发送到辅助变流柜中的变流模块。设置相互冗余的两路列车供电电路，也时为了当一路供电回路故障时，另一路仍然可向旅客列车供电。

[0023] 另外，主变流系统设有两路牵引电动机供电电路，每路电路均包括整流模块、牵引逆变模块和辅助列供模块，整流模块通过牵引逆变模块给牵引电机供电；一路牵引电动机供电电路的整流模块通过辅助列供模块给一路列车供电电路供电。具体的：

[0024] 一路牵引电动机供电电路包括整流模块1、牵引逆变模块1、牵引逆变模块2、牵引逆变模块3和辅助列供模块1。整流模块1分别通过牵引逆变模块1、牵引逆变模块2、牵引逆变模块3给牵引电动机1、牵引电动机2、牵引电动机3供电。辅助列供模块1给一路列车供电电路供电。

[0025] 另一路牵引电动机供电电路包括整流模块2、牵引逆变模块4、牵引逆变模块5、牵引逆变模块6和辅助列供模块2。整流模块2分别通过牵引逆变模块4、牵引逆变模块5、牵引逆变模块6给牵引电动机4、牵引电动机5、牵引电动机6供电。辅助列供模块2给一路列车供电电路供电。

[0026] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。