[发明专利]一种优化排放及能效水平的内燃机车发电机组

说明书

本发明公开了一种内燃机车发电机组，包含内燃机、交流电机、储能设备和变流器；交流电机与所述内燃机主轴相连；变流器包含交流侧和直流侧；变流器的交流侧与所述交流电机相连；变流器的直流侧与机车直流母线相连；储能设备接到机车直流母线上，以为变流器供能和/或从机车直流母线获取电能。本发明的内燃机车发电机组可提升内燃机车提升功率的响应速度，提高其柴油发电机组的能效和排放环保水平。

技术领域

本发明涉及内燃机车领域，并且更具体地，涉及一种内燃机车发电机组，其优化了排放及能效水平。

背景技术

内燃机车的发电机组在稳定转速下运行时，其效率及排放均能实现较好控制，但在转速提升时，因为惯性原因，发电机组实际转速需要一定时间才能达到控制目标转速值，而在实际转速与控制目标转速值差异较大的时间段，因实际转速与内燃机的喷油量、喷油时机不能匹配，导致该段时间内燃油不能充分燃烧，能效及排放情况均处于较差水平，此时内燃发电机组动态性能也较差。

目前较为成熟的方案是对内燃机最低转速和最高转速之间的区段进行细分，对应的给每个转速级匹配最适合的喷油量和喷油时机。

但这种方式需要对内燃机进行长时间的调教，拖慢产品研发周期，并且依然无法避开内燃机特性中低能效的转速区段。

因此，需要一种优化了排放及能效水平的内燃机车发电机组。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明的目的在于提供一种内燃机车发电机组，其设计环保，可使内燃机车在内燃机转速提升的过程中保持优秀的排放及能效水平，并优化内燃发电机组动态性能。

基于上述目的，采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种内燃机车发电机组，包含：

内燃机；

交流电机，交流电机与内燃机主轴相连；

变流器，变流器包含交流侧和直流侧；变流器的交流侧与交流电机相连；变流器的直流侧与机车直流母线相连；

储能设备，储能设备接到机车直流母线上，以为变流器供能和/或从机车直流母线获取电能。

进一步地，当内燃机车发电机组处于起动过程：

储能设备释放电能，电能通过机车直流母线传入变流器的直流侧，形成直流电；

直流电经变流器逆变为交流电且控制交流电机转动；

内燃机被交流电机带动旋转且不喷油；

当内燃机达到起动转速(起动转速为内燃机装车后的最低运行转速)时，内燃机按起动转速对应喷油量开始喷油并输出能量，变流器控制交流电机使其进入发电状态，内燃发电机组进入发电状态。

进一步地，当内燃机车发电机组处于升速过程：

内燃机停止喷油；

储能设备释放电能，电能通过机车直流母线传入变流器的直流侧，形成直流电；

直流电经变流器逆变为交流电，且控制交流电机提升转速；

内燃机被交流电机带动旋转直至达到目标转速值后，内燃机按照目标转速值对应的喷油量进行喷油并输出能量，变流器控制交流电机使其进入发电状态，内燃发电机组进入发电状态。

进一步地，当内燃机车发电机组处于稳定的输出能量的过程：

内燃机输出的机械能经交流电机转化为电能；再通过变流器整流后供给机车直流母线；

储能设备可选择地从机车直流母线吸收电能。

进一步地，当所述内燃机车发电机组处于减速过程：