專利名稱：電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電傳動重型軌道車的電氣系統(tǒng)，具體為電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
工頻電源是電氣化工程機(jī)械正常工作的必備條件，尤其隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，鐵路運行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，為鐵路沿線提供大功率交流電源以滿足大規(guī)模施工、快速搶險的需求日益迫切。目前，擔(dān)負(fù)施工搶險任務(wù)的電傳動重型軌道車的電氣系統(tǒng)內(nèi)雖具有發(fā)電配置，但發(fā)電配置主要是為軌道車牽引提供所需的電源，無法提供工頻電源。目前，均通過后掛單獨的發(fā)電車或安裝獨立的柴油發(fā)電機(jī)組來滿足施工用電需求，且發(fā)電功率較小，投資效益及運行效果均不夠理想。
電傳動重型軌道車的電氣系統(tǒng)包含柴油機(jī)、主發(fā)電機(jī)和與主發(fā)電機(jī)輸出相連的整流裝置，柴油機(jī)配置有受PLC(程序邏輯控制器)控制單元控制的調(diào)速裝置，PLC控制單元與司機(jī)控制器相連，發(fā)電機(jī)的勵磁線圈配置有微機(jī)控制的勵磁控制單元。在司機(jī)控制器相應(yīng)指令的控制下，PLC控制單元控制系統(tǒng)電器動作及邏輯聯(lián)鎖，實現(xiàn)對柴油機(jī)牽引狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，微機(jī)控制單元通過斬波方式控制主發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使主發(fā)電機(jī)運行于恒功牽引狀態(tài)；主發(fā)電機(jī)的輸出經(jīng)整流裝置為牽引電動機(jī)提供所需的電源。現(xiàn)有電傳動重型軌道車電氣系統(tǒng)的發(fā)電配置只運行于單一的牽引工況下，司機(jī)控制器對電氣系統(tǒng)的控制(主要是對柴油機(jī)的調(diào)速控制)也只限于單一的牽引工況，這是，電傳動重型軌道車無法實現(xiàn)工頻發(fā)電的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對電傳動重型軌道車電氣系統(tǒng)運行工況單一，無法實現(xiàn)工頻發(fā)電的問題，在電傳動重型軌道車現(xiàn)有電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提供電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置。并只以提供該裝置的硬件結(jié)構(gòu)為目的。
本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置，包含柴油機(jī)、主發(fā)電機(jī)和與PLC控制單元相連的司機(jī)控制器，柴油機(jī)配置有受PLC控制單元控制的調(diào)速裝置，主發(fā)電機(jī)的勵磁線圈配置有微機(jī)控制的勵磁控制單元，司機(jī)控制器設(shè)有狀態(tài)切換輸出控制線端，司機(jī)控制器的狀態(tài)切換輸出控制線端經(jīng)切換開關(guān)與PLC控制單元和微機(jī)控制的勵磁控制單元的發(fā)電、牽引控制端相連；在主發(fā)電機(jī)的輸出端連接有工頻發(fā)電的用電控制電路。
工頻發(fā)電的用電控制電路可采用常規(guī)公知的控制電路。
本實用新型針對電傳動軌道車自身具備柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)的特點，通過增加少量的控制及配電裝置，采用新的控制方式及系統(tǒng)組合，使原來只具備牽引功能的軌道車同時具備移動電站的功能(即在軌道車停車狀態(tài)下，向外界提供50HZ或60HZ/380V大功率三相交流電，實現(xiàn)工頻發(fā)電)，取消了后掛電源車或獨立的柴油發(fā)電機(jī)組，用一套旋轉(zhuǎn)機(jī)組實現(xiàn)了牽引、發(fā)電兩種功能，一機(jī)兩用，結(jié)構(gòu)簡潔。由于工頻發(fā)電控制及其配電裝置在機(jī)車成本中比例很小(約1％左右)，機(jī)車在成本基本不變的前提下實現(xiàn)了功能上的突破，同時用戶減少了購置發(fā)電車或柴油發(fā)電機(jī)組的費用，大幅度提高了產(chǎn)品性價比，拓展了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，提高用戶的投資效益。微機(jī)恒壓控制及PLC轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，均采用軌道車上現(xiàn)有成熟的數(shù)字控制，有效保證系統(tǒng)運行的可靠性及電源品質(zhì)的穩(wěn)定性，使軌道車同時成為功率強(qiáng)大、方便可靠的移動電站。通常受投資額限制，后掛電源車或柴油機(jī)組的功率遠(yuǎn)小于軌道車牽引功率，而采用本實用新型后，只要系統(tǒng)參數(shù)選擇合適，發(fā)電功率可以與牽引功率相當(dāng)，供電能力大幅增加。電傳動重型軌道車具備大型移動電站的功能，為鐵路沿線施工搶險、野外作業(yè)提供了一種結(jié)構(gòu)簡潔，控制先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可靠的大功率交流電源。


圖1為本實用新型所述的電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)及電路連接原理圖；具體實施方式
電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置，包含柴油機(jī)C、主發(fā)電機(jī)TF和與PLC控制單元P相連的司機(jī)控制器AC，柴油機(jī)配置有受PLC控制單元P控制的調(diào)速裝置V，主發(fā)電機(jī)的勵磁線圈配置有微機(jī)控制的勵磁控制單元W，司機(jī)控制器AC設(shè)有狀態(tài)切換輸出控制線端H，司機(jī)控制器的狀態(tài)切換輸出控制線端H經(jīng)切換開關(guān)1SA與PLC控制單元P和微機(jī)控制的勵磁控制單元W的發(fā)電控制端F、牽引控制端Q相連；在主發(fā)電機(jī)的輸出端連接有工頻發(fā)電的用電控制電路。
司機(jī)控制器的狀態(tài)切換輸出控制線端H輸出的是開關(guān)信號，而司機(jī)控制器內(nèi)部包含多組開關(guān)觸點，因此，在現(xiàn)有司機(jī)控制器上可容易地引出狀態(tài)切換輸出控制線端H，即在現(xiàn)有司機(jī)控制器上引出狀態(tài)切換輸出控制線端對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是非常容易實現(xiàn)的。PLC控制單元和微機(jī)控制的勵磁控制單元上的發(fā)電控制端F、牽引控制端Q的具體線端位置也是公知的，因此，司機(jī)控制器上的狀態(tài)切換輸出控制線端H與PLC控制單元和微機(jī)控制的勵磁控制單元上的發(fā)電控制端F、牽引控制端Q之間的連接不存在困難。
工頻發(fā)電的用電控制電路包含連接于主發(fā)電機(jī)輸出相電壓上的、由啟動按鈕1SB、2SB和接觸器KM1的線圈連接而成的控制電路，接觸器KM1的觸頭連接于主發(fā)電機(jī)的輸出供電回路；主發(fā)電機(jī)供電輸出端連接有電源指示燈1HL、2HL、3HL，同時，通過切換開關(guān)2SA連接有電壓表PV，主發(fā)電機(jī)的供電回路中連接有互感器TA，互感器的輸出端連接有電流表PA；電源指示燈的供電回路中串接有接觸器KM2的常開觸頭，接觸器KM2的線圈與繼電器K的常開觸點串接后連接于主發(fā)電機(jī)的輸出相電壓上，繼電器K受軌道車上的START信號控制。
軌道車牽引運行時，切換開關(guān)1SA位于牽引位置，PLC控制單元和微機(jī)控制的勵磁控制單元在牽引控制端Q的控制下，并在相應(yīng)牽引控制軟件的支持下工作于牽引狀態(tài)，此時，PLC控制單元控制系統(tǒng)電器動作及邏輯聯(lián)鎖，實現(xiàn)對柴油機(jī)牽引狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，微機(jī)控制單元通過斬波方式控制主發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使主發(fā)電機(jī)運行于恒功牽引狀態(tài)；主發(fā)電機(jī)的輸出經(jīng)整流裝置為牽引電動機(jī)提供所需的電源。需進(jìn)行工頻發(fā)電時，將切換開關(guān)切換至發(fā)電位置，PLC控制單元和微機(jī)控制的勵磁控制單元在發(fā)電控制端F的控制下，并在相應(yīng)發(fā)電控制軟件的支持下工作于發(fā)電狀態(tài)，此時，PLC控制單元控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速至發(fā)電轉(zhuǎn)速并保持恒速運行，微機(jī)控制單元調(diào)節(jié)主發(fā)勵磁電流，使主發(fā)電機(jī)保持輸出電壓穩(wěn)定，當(dāng)主發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在380伏后，司機(jī)進(jìn)行啟動操作而給出START信號，繼電器K帶電，其常開觸點閉合，接觸器KM2帶電，其常開觸頭閉合，電源指示燈亮，此時，操作人員通過按鈕1SB、2SB控制電源輸出，用戶可通過XS端子，將用電負(fù)載與機(jī)車電源聯(lián)接，實現(xiàn)電能輸出。
工頻發(fā)電的用電控制電路安裝于單獨的電氣柜內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置，包含柴油機(jī)(C)、主發(fā)電機(jī)(TF)和與PLC控制單元(P)相連的司機(jī)控制器(AC)，柴油機(jī)配置有受PLC控制單元(P)控制的調(diào)速裝置(V)，主發(fā)電機(jī)的勵磁線圈配置有微機(jī)控制的勵磁控制單元(W)，其特征為司機(jī)控制器(AC)設(shè)有狀態(tài)切換輸出控制線端(H)，司機(jī)控制器的狀態(tài)切換輸出控制線端(H)經(jīng)切換開關(guān)(1SA)與PLC控制單元(P)和微機(jī)控制的勵磁控制單元(W)的發(fā)電控制端(F)、牽引控制端(Q)相連；在主發(fā)電機(jī)的輸出端連接有工頻發(fā)電的用電控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置，其特征為工頻發(fā)電的用電控制電路包含連接于主發(fā)電機(jī)輸出相電壓上的、由啟動按鈕(1SB、2SB)和接觸器(KM1)的線圈連接而成的控制電路，接觸器(KM1)的觸頭連接于主發(fā)電機(jī)的輸出供電回路；主發(fā)電機(jī)供電輸出端連接有電源指示燈(1HL、2HL、3HL)，同時，通過切換開關(guān)(2SA)連接有電壓表(PV)，主發(fā)電機(jī)的供電回路中連接有互感器(TA)，互感器的輸出端連接有電流表(PA)；電源指示燈的供電回路中串接有接觸器(KM2)的常開觸頭，接觸器(KM2)的線圈與繼電器(K)的常開觸點串接后連接于主發(fā)電機(jī)的輸出相電壓上，繼電器(K)受軌道車上的START信號控制。
專利摘要本實用新型為電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置，涉及電傳動重型軌道車的電氣系統(tǒng)。本實用新型解決電傳動重型軌道車電氣系統(tǒng)運行工況單一，無法實現(xiàn)工頻發(fā)電的問題。該電傳動重型軌道車的工頻發(fā)電裝置包含柴油機(jī)、主發(fā)電機(jī)和與PLC控制單元相連的司機(jī)控制器，柴油機(jī)配置有受PLC控制單元控制的調(diào)速裝置，主發(fā)電機(jī)的勵磁線圈配置有微機(jī)控制的勵磁控制單元，司機(jī)控制器設(shè)有狀態(tài)切換輸出控制線端，司機(jī)控制器的狀態(tài)切換輸出控制線端經(jīng)切換開關(guān)與PLC控制單元和微機(jī)控制的勵磁控制單元的發(fā)電、牽引控制端相連；在主發(fā)電機(jī)的輸出端連接有工頻發(fā)電的用電控制電路。使原來只具備牽引功能的軌道車同時具備移動電站的功能，實現(xiàn)了牽引、發(fā)電兩種功能。
文檔編號B60L11/02GK2837141SQ200520104550
公開日2006年11月15日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者程衛(wèi)東, 李偉宏, 王爭輝 申請人:中國北車集團(tuán)永濟(jì)電機(jī)廠