1000kw重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及重型軌道車傳動系統(tǒng)，具體是一種1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有重型軌道車傳動系統(tǒng)傳動效率低、容易造成環(huán)境污染、制造和維護成本高的問題。1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，包括牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)；所述牽引系統(tǒng)包括柴油機、主輔同軸交流發(fā)電機、主勵磁調(diào)節(jié)器、輔助勵磁調(diào)節(jié)器、三相不控整流橋、四個牽引逆變器、四個異步牽引電動機、制動電阻柜；所述輔助系統(tǒng)包括牽引電機冷卻風(fēng)機電動機、柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器、柴油機冷卻風(fēng)扇電動機、牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機、空壓機變頻器、空壓機電動機。本發(fā)明適用于重型軌道車。
【專利說明】
10OOKW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及重型軌道車傳動系統(tǒng)，具體是一種1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]重型軌道車廣泛應(yīng)用于鐵路施工中的牽引、調(diào)車、人員運送、現(xiàn)場檢查作業(yè)，其對于鐵路運輸?shù)陌l(fā)展至關(guān)重要。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，重型軌道車的傳動系統(tǒng)主要分為兩種:第一種是液力傳動系統(tǒng)。實踐表明，液力傳動系統(tǒng)由于自身結(jié)構(gòu)所限，存在傳動效率低、容易造成環(huán)境污染的問題。第二種是直流電傳動系統(tǒng)。實踐表明，直流電傳動系統(tǒng)由于采用直流電動機作為牽引電動機，存在制造和維護成本高的問題。為此有必要發(fā)明一種全新的重型軌道車傳動系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有重型軌道車傳動系統(tǒng)存在的上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有重型軌道車傳動系統(tǒng)傳動效率低、容易造成環(huán)境污染、制造和維護成本高的問題，提供了一種1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，包括牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)；
所述牽引系統(tǒng)包括柴油機、主輔同軸交流發(fā)電機、主勵磁調(diào)節(jié)器、輔助勵磁調(diào)節(jié)器、三相不控整流橋、四個牽引逆變器、四個異步牽引電動機、制動電阻柜；
所述輔助系統(tǒng)包括牽引電機冷卻風(fēng)機電動機、柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器、柴油機冷卻風(fēng)扇電動機、牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機、空壓機變頻器、空壓機電動機；
其中，主輔同軸交流發(fā)電機的輸入軸與柴油機的輸出軸連接;主勵磁調(diào)節(jié)器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;主勵磁調(diào)節(jié)器的輸出繞組與主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機的定子繞組耦合;輔助勵磁調(diào)節(jié)器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;輔助勵磁調(diào)節(jié)器的輸出繞組與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的定子繞組耦合;三相不控整流橋的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機的輸出端連接；四個牽引逆變器的輸入端均與三相不控整流橋的輸出端連接；四個異步牽引電動機的輸入端分別與四個牽引逆變器的輸出端連接;制動電阻柜的輸入端與三相不控整流橋的輸出端連接；
牽引電機冷卻風(fēng)機電動機的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;柴油機冷卻風(fēng)扇電動機的輸入端通過柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;空壓機電動機的輸入端通過空壓機變頻器與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接。
[0005]工作時，柴油機驅(qū)動主輔同軸交流發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電。具體工作過程包括:一、牽引控制:主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機發(fā)出的三相交流電首先經(jīng)三相不控整流橋整流成620-2600V的直流電，再分別經(jīng)四個牽引逆變器逆變成0-1960V、0-100Hz的三相交流電，然后分別供給四個異步牽引電動機，由此實現(xiàn)牽引控制。在牽引控制過程中，制動電阻柜的作用是電阻制動。當(dāng)進(jìn)行電阻制動時，制動電阻柜中的制動接觸器吸合，使得制動電阻柜中的制動電阻接通，四個牽引逆變器由此控制四個異步牽引電動機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機工作模式，使得四個異步牽引電動機產(chǎn)生的能量通過直流電網(wǎng)和制動接觸器消耗在制動電阻柜上，同時使得四個異步牽引電動機產(chǎn)生制動力矩，從而實現(xiàn)電阻制動。主勵磁調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)柴油機的轉(zhuǎn)速控制主發(fā)電機的勵磁電流，由此使得主發(fā)電機發(fā)出484-2031V的三相交流電。二、輔助控制:主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機發(fā)出的三相交流電分別供給牽引電機冷卻風(fēng)機電動機、柴油機冷卻風(fēng)扇電動機(通過柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器供給柴油機冷卻風(fēng)扇電動機)、牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機、空壓機電動機(通過空壓機變頻器供給空壓機電動機)，由此實現(xiàn)輔助控制。在輔助控制過程中，輔助勵磁調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)柴油機的轉(zhuǎn)速控制輔助發(fā)電機的勵磁電流，由此使得輔助發(fā)電機發(fā)出0-440V/0-220V、0-133.3Hz的三相交流電。基于上述過程，與現(xiàn)有重型軌道車傳動系統(tǒng)相比，本發(fā)明所述的100KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)通過采用全新結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了重型軌道車的交流電傳動，由此具備了如下優(yōu)點:其一，與液力傳動系統(tǒng)相比，本發(fā)明有效提高了傳動效率、有效避免了環(huán)境污染。其二，與直流電傳動系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用異步牽引電動機作為牽引電動機，有效降低了制造和維護成本。
[0006]進(jìn)一步地，所述牽引系統(tǒng)還包括主發(fā)電機通風(fēng)機、工頻電源濾波器、四個快熔;主發(fā)電機通風(fēng)機的輸入軸與柴油機的輸出軸連接;工頻電源濾波器的輸入端與其中一個牽引逆變器的輸出端連接；四個快熔分別串接于四個牽引逆變器的正輸入端。在牽引控制過程中，主發(fā)電機通風(fēng)機的作用是對主發(fā)電機進(jìn)行通風(fēng)冷卻，由此保證主發(fā)電機正常工作。工頻電源濾波器的輸出端連接有工頻負(fù)載，其作用是給工頻負(fù)載提供穩(wěn)定的電源。四個快熔的作用是通過熔斷來準(zhǔn)確及時地反饋四個牽引逆變器的故障信息。
[0007]更進(jìn)一步地，所述輔助系統(tǒng)還包括輔助電源變換器、濾波電容、二極管裝置、蓄電池、空調(diào)逆變器;輔助電源變換器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;二極管裝置的輸入端通過濾波電容與輔助電源變換器的輸出端連接;蓄電池與二極管裝置的輸出端連接;空調(diào)逆變器的輸入端與二極管裝置的輸出端連接。在輔助控制過程中，輔助電源變換器的作用是將輔助發(fā)電機發(fā)出的三相交流電變換為74V的直流電，由此一方面給空調(diào)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，另一方面向蓄電池充電。
[0008]此外，還包括牽引逆變器柜；四個牽引逆變器、牽引逆變器冷卻風(fēng)機均安裝于牽引逆變器柜內(nèi)。工作時，牽引逆變器冷卻風(fēng)機的作用是對四個牽引逆變器進(jìn)行強迫通風(fēng)冷卻，由此保證四個牽引逆變器正常工作。
[0009]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有重型軌道車傳動系統(tǒng)傳動效率低、容易造成環(huán)境污染、制造和維護成本高的問題，適用于重型軌道車。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011 ] 1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，包括牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)；
所述牽引系統(tǒng)包括柴油機、主輔同軸交流發(fā)電機、主勵磁調(diào)節(jié)器、輔助勵磁調(diào)節(jié)器、三相不控整流橋、四個牽引逆變器、四個異步牽引電動機、制動電阻柜；
所述輔助系統(tǒng)包括牽引電機冷卻風(fēng)機電動機、柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器、柴油機冷卻風(fēng)扇電動機、牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機、空壓機變頻器、空壓機電動機；
其中，主輔同軸交流發(fā)電機的輸入軸與柴油機的輸出軸連接;主勵磁調(diào)節(jié)器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;主勵磁調(diào)節(jié)器的輸出繞組與主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機的定子繞組耦合;輔助勵磁調(diào)節(jié)器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;輔助勵磁調(diào)節(jié)器的輸出繞組與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的定子繞組耦合;三相不控整流橋的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機的輸出端連接；四個牽引逆變器的輸入端均與三相不控整流橋的輸出端連接；四個異步牽引電動機的輸入端分別與四個牽引逆變器的輸出端連接;制動電阻柜的輸入端與三相不控整流橋的輸出端連接；
牽引電機冷卻風(fēng)機電動機的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;柴油機冷卻風(fēng)扇電動機的輸入端通過柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;空壓機電動機的輸入端通過空壓機變頻器與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接。
[0012]所述牽引系統(tǒng)還包括主發(fā)電機通風(fēng)機、工頻電源濾波器、四個快熔;主發(fā)電機通風(fēng)機的輸入軸與柴油機的輸出軸連接;工頻電源濾波器的輸入端與其中一個牽引逆變器的輸出端連接;四個快熔分別串接于四個牽引逆變器的正輸入端。
[0013]所述輔助系統(tǒng)還包括輔助電源變換器、濾波電容、二極管裝置、蓄電池、空調(diào)逆變器;輔助電源變換器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;二極管裝置的輸入端通過濾波電容與輔助電源變換器的輸出端連接;蓄電池與二極管裝置的輸出端連接;空調(diào)逆變器的輸入端與二極管裝置的輸出端連接。
[0014]還包括牽引逆變器柜；四個牽引逆變器、牽引逆變器冷卻風(fēng)機均安裝于牽引逆變器柜內(nèi)。
[0015]具體實施時，所述柴油機的最大運用功率為1000KW、額定轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘;所述主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機采用雙繞組結(jié)構(gòu)，其額定功率為120KW、額定輸出電壓為AC 440V/AC 220V;所述牽引逆變器的額定功率為500KW、額定輸入電壓為DC 2600V;所述異步牽引電動機的額定功率為650KW;所述制動電阻柜的額定功率為800KW、額定電壓為DC 2600V;所述輔助電源變換器的額定功率為45KW、額定輸入電壓為AC 0-220V、額定輸出電壓為DC 74V;所述牽引電機冷卻風(fēng)機電動機的額定功率為22.5KW、額定輸入電壓為AC440V;所述柴油機冷卻風(fēng)扇電動機的額定功率為44.5KW、額定輸入電壓為AC 440V;所述空壓機電動機的額定功率為15KW、額定輸入電壓為AC 150V。
【主權(quán)項】
1.一種100KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，其特征在于:包括牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)； 所述牽引系統(tǒng)包括柴油機、主輔同軸交流發(fā)電機、主勵磁調(diào)節(jié)器、輔助勵磁調(diào)節(jié)器、三相不控整流橋、四個牽引逆變器、四個異步牽引電動機、制動電阻柜； 所述輔助系統(tǒng)包括牽引電機冷卻風(fēng)機電動機、柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器、柴油機冷卻風(fēng)扇電動機、牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機、空壓機變頻器、空壓機電動機； 其中，主輔同軸交流發(fā)電機的輸入軸與柴油機的輸出軸連接;主勵磁調(diào)節(jié)器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;主勵磁調(diào)節(jié)器的輸出繞組與主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機的定子繞組耦合;輔助勵磁調(diào)節(jié)器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;輔助勵磁調(diào)節(jié)器的輸出繞組與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的定子繞組耦合;三相不控整流橋的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的主發(fā)電機的輸出端連接；四個牽引逆變器的輸入端均與三相不控整流橋的輸出端連接；四個異步牽引電動機的輸入端分別與四個牽引逆變器的輸出端連接;制動電阻柜的輸入端與三相不控整流橋的輸出端連接； 牽引電機冷卻風(fēng)機電動機的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;柴油機冷卻風(fēng)扇電動機的輸入端通過柴油機冷卻風(fēng)扇變頻器與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;牽引逆變器冷卻風(fēng)機電動機的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;空壓機電動機的輸入端通過空壓機變頻器與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述牽引系統(tǒng)還包括主發(fā)電機通風(fēng)機、工頻電源濾波器、四個快熔;主發(fā)電機通風(fēng)機的輸入軸與柴油機的輸出軸連接;工頻電源濾波器的輸入端與其中一個牽引逆變器的輸出端連接；四個快熔分別串接于四個牽引逆變器的正輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，其特征在于:所述輔助系統(tǒng)還包括輔助電源變換器、濾波電容、二極管裝置、蓄電池、空調(diào)逆變器;輔助電源變換器的輸入端與主輔同軸交流發(fā)電機中的輔助發(fā)電機的輸出端連接;二極管裝置的輸入端通過濾波電容與輔助電源變換器的輸出端連接;蓄電池與二極管裝置的輸出端連接;空調(diào)逆變器的輸入端與二極管裝置的輸出端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的1000KW重型軌道車交流電傳動系統(tǒng)，其特征在于:還包括牽引逆變器柜；四個牽引逆變器、牽引逆變器冷卻風(fēng)機均安裝于牽引逆變器柜內(nèi)。
【文檔編號】B61C17/04GK105857321SQ201610360368
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月28日
【發(fā)明人】李國鋒, 李勇斌, 尚林岳, 陳建峰, 司向飛, 趙方, 張譯文
【申請人】中車永濟電機有限公司