[发明专利]一种交流传动内燃机车供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路机车领域，特别是涉及一种交流传动内燃机车供电系统。

背景技术

内燃机车传动方式有三种：机械传动、液力传动和电传动。其中，机械传动一般运用在小功率的地方铁路和工控机车上；液力传动包括两种方式：机械换向液力传动和液力换向液力传动；电传动包括三种方式：直流传动、交直流传动、交直交传动，其中，交直交传动简称为交流传动，由于交流传动机车具有构造简单、可靠性高、效率高、使用灵活性强、动力及制动性能高等优点，在客运需要提速、货运需要提速、货运需要提高载重量的现实需求下，大功率交流传动内燃机车成为了我国铁路牵引货物列车的主要机型。

由于交流系统主要决定机车的起动、制动和最高运行速率等性能，因此，交流系统是大功率交流传动内燃机车的核心部件，目前，机车技术的发展集中反映在交流系统上。交流系统的发展目标是：小型、轻量、节能、环保、可靠、经济等。现有的交流传动内燃机采用的交流供电方案一般采用柴油发电机组、不可靠整流器、逆变器模块，这种内燃机车在整个系统中采用主辅分离的方式进行供电，由于内燃机车内部空间的限制，主辅分离的方式会造成系统集成更复杂、增加了部件安装及维护的人力物力的消耗、同时还会存在部件之间的通用性问题。现有的内燃机交流系统无法满足结构紧凑、重量轻的要求。

基于上述技术问题，迫切需要提供一种新型交流传动内燃机车供电系统为机车使得机车的集成度高、重量轻、便于维护，以增强交流传动内燃机车的实用性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例中提供了一种新型交流传动内燃机车供电系统为机车使得机车的集成度高、重量轻、便于维护，以增强交流传动内燃机车的实用性。

本发明实施例公开了如下技术方案：

一种交流传动内燃机车供电系统，包括：

主发电机、第一牵引供电单元、第二牵引供电单元、第一牵引电机组模块、第二牵引电机组模块、第一隔离变压器、第一交流直流变换器、辅助逆变单元、选择开关、辅助电机模块、充电机模块、励磁控制模块；

所述第一牵引供电单元和所述第二牵引供电单元的构造相同；所述第一牵引供电单元包括：线路接触器、整流模块、中间直流回路、三个牵引逆变模块、一个辅助逆变模块；其中，一个辅助逆变单元与三个牵引逆变单元共用中间直流回路；

所述第一牵引供电单元，用于根据逆变输出指令在牵引工况下将所述主发电机输出的直流电压逆变为电压和频率可调的三相交流电输出给所述第一牵引电机组模块；

所述第二牵引供电单元，用于根据逆变输出指令在牵引工况下将所述主发电机输出的直流电压逆变为电压和频率可调的三相交流电输出给所述第二牵引电机组模块；

所述第一牵引供电单元中的辅助逆变单元和所述第二牵引供电单元中的辅助逆变模块分别通过转换开关将直流电压逆变为电压和频率可调的三相交流电输出隔离变压器，所述第一隔离变压器用于将高压转换为低压输出给所述第一交流直流变换器；

所述交直流转换器用于将交流电压转换为直流电输出给所述辅助逆变单元；

所述辅助逆变单元，用于将接收的直流电逆变为交流电并通过所述切换开关为所述辅助电机模块、所述充电机和所述励磁控制单元供电；

所述充电机模块，用于将交流电转换为直流电为机车蓄电池充电；

所述励磁控制模块，用于根据主发电机的励磁电流控制所述中间直流回路的电压。

优选的，所述中间直流回路包括：

接地检测单元、中间电压检测单元和滤波电容；

所述接地检测单元是由两个电阻串联构成，所述电阻用于滤波电容残余电量的释放；

所述中间电压检测单元，用于检测中间直流回路电压，以便系统维持中间直流回路电压的稳定；

所述滤波电容，用于对中间直流回路的高次谐波进行滤波处理和中间直流回路的储能。

优选的，所述辅助电机模块包括：空压机电机、主发风机电机、牵引通风机电机、冷却风扇电机、排尘风机、水泵电机，所述电机均采用相同的频率。

优选的，所述发电机组可根据机车功率等级选择采用单绕组或者双绕组。

优选的，还包括：制动电阻单元，用于消耗所述第一牵引供电单元或者所述第二牵引供电单元在制动工况下的制动能量。

优选的，在变频起动工况下机车蓄电池对中间直流回路进行充电，所述第一牵引供电单元或者所述第二牵引供电单元中的任意一个牵引逆变单元，用于对发电机进行供电，通过斩波单元给发电机进行励磁，以实现变频起动。