CN109050542A - 一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工务轨道车相关领域，特别涉及应用于工务轨道车上的交流电传动***相关领域，具体是一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***，旨在解决现有的交流电传动***冗余性差、无法利用轴重偏移、单柴油机运行时不同转向架上的轮对磨耗不均匀的技术问题。采用如下技术：包括两组完全相同的柴油发电机组，每组柴油发电机组皆连接有一个牵引制动***，所述柴油发电机组由相互电连接的柴油机和主发电机组成，所述牵引制动***由与主发电机电连接的整流器、并联在整流器输出端的两个逆变器、与逆变器连接的牵引电机、连接在整流器的输出端的斩波器和与斩波器连接的制动电阻组成，两组牵引制动***的整流器的输出端相互并联形成共直流母线。

Description

一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***
技术领域
本发明涉及工务轨道车相关领域，特别涉及应用于工务轨道车上的交流电传动***相关领域，具体是一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***。
背景技术
工务轨道车是铁路装备现代化的重要组成部分，是铁路施工、设备维修、线路养护的重要牵引设备。由于工务轨道车承担着铁路供电线路的抢险和维修职责，所以其动力一般选择柴油机或者柴油发电机组。功率大于300HP的交流电传动工务轨道车主要用于铁路建设和线路大修时施工材料与人员的运输，大功率工务轨道车主要负责由驻地到施工现场的往返牵引及施工驻地转移的牵引工作。随着我国铁路建设的规模不断提升，高速铁路运营里程不断增长，采用大功率工务轨道车进行新线建设和大修施工已成为铁路施工的主要方式，采用两台柴油发电机组提供动力是大功率工务轨道车的一种优选动力方式。同时，随着轨道牵引技术的发展，国内工务轨道车逐步实现技术升级， AC-DC-AC交流电传动技术在轨道车上也应用越来越广泛，采用交流电传动的方式，可以提升工务轨道车的整车性能和可靠性，增加司机与整车***的人机交互能力，提高牵引***的智能化和自动诊断能力，优化司机和维修工人的工作环境，降低轨道车运行对于环境的污染程度。
现有的双动力工务轨道车电传动***主要由两组完全相同且电气上完全隔离的柴油发电机组和牵引制动***组成。每组柴油机组由一个柴油机1’和与柴油机1’连接的主发电机2’组成，每个牵引制动***由一个与主发电机2’连接的整流器3’、并联在整流器3’输出端的两个逆变器6’、与逆变器6’连接的牵引电机7’ 、连接在整流器3’的输出端的斩波器8’和与斩波器8’连接的制动电阻9’构成，每个牵引制动***的两个牵引电机安装在同一个转向架上，正常工作时，柴油机1’带动主发电机2’旋转，主发电机2’由励磁装置4’进行励磁调节控制，主发电机2’的输出电流经过整流器3’后形成直流，经过逆变器6’再次变成可调压调频的交流电后驱动牵引电机7’；制动时，牵引电机7’转入发电机模式，产生电能经过逆变器6’后进入中间直流回路，再经过斩波器8’后消耗在制动电阻9’上。现有的双动力工务轨道车电传动***主要存在以下几个缺点：a、无法充分利用整车轴重转移，影响整车牵引性能和制动性能，因为两组柴油机组和制动***相互独立，当启动或制动时无法根据轴重的偏移对两组柴油机组和制动***进行适应性的分配；b、负载不大时为节省能源，可以启动单条直流电发电支路工作，但会造成不同转向架上的轮对磨耗不均匀；c、整车的冗余性不好，当单个柴油机发生故障时，会造成相应的牵引电机停止运转，影响整个轨道车的运行。
发明内容
本发明旨在解决现有的双动力工务轨道车电传动***存在的上述的a、b、c三个技术问题。为此，本发明提出一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***，包括两组完全相同的柴油发电机组，每组柴油发电机组皆连接有一个牵引制动***，所述柴油发电机组由相互机械连接的柴油机和主发电机组成，柴油机拖动主发电机产生交流电，所述牵引制动***由与主发电机电连接的整流器、并联在整流器输出端的两个逆变器、与逆变器连接的牵引电机 、连接在整流器的输出端的斩波器和与斩波器连接的制动电阻组成，两组牵引制动***的整流器的输出端相互并联形成共直流母线，从两个整流器的输出端输出的直流电进行并网，以公共直流母线的方式向逆变器供电，这里的公共直流母线即是所述的共直流母线。正常工作时，柴油机带动主发电机旋转，主发电机由励磁装置进行励磁调节控制，主发电机的输出电流经过整流器后形成直流电，两组直流电至共直流母线中进行汇总形成总电流，然后分配给不同的逆变器，直流电经过逆变器调压调频成所需频率的交流电供给牵引电机；制动时，牵引电机转入发电机模式，产生电能经过逆变器后变为直流，再经过斩波器后消耗在制动电阻上。本发明的主要创新点在于，两组牵引制动***的整流器输出的直流电在共直流母线中汇总后形成总电流然后分配给各个逆变器，这样即使一组柴油发电机组发生故障，也不会造成某个牵引电机直接停止工作，并且在轴重偏移时也可配合控制***实现各牵引电机的输出功率的合理分配，达到充分利用轴重偏移的效果。
本发明的有益效果是：本发明提供一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***，两组牵引制动***的整流器的输出端相互并联形成共直流母线，当某组柴油机发电机组发生故障时，由于逆变器是并联在共直流母线上，所以并不会出现单个牵引电机直接停止工作的情况，大大增加了***的冗余性，并且当负载不大时可以启动单组柴油发电机组工作，然后将其输出电流分配给各个牵引电机，使不同转向架上的轮对磨耗均匀度基本相同；另外，当轴重偏移时也可配合控制***实现各个牵引电机的功率的合理分配，达到充分利用轴重偏移的效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是现有技术的结构示意图。
具体实施方式
一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***，包括两组完全相同的柴油发电机组，每组柴油发电机组皆连接有一个牵引制动***，所述柴油发电机组由相互机械连接的柴油机1和主发电机2组成，柴油机1拖动主发电机2产生交流电，所述牵引制动***由与主发电机2电连接的整流器3、并联在整流器3输出端的两个逆变器6、与逆变器6连接的牵引电机7 、连接在整流器3的输出端的斩波器8和与斩波器8连接的制动电阻9组成，两组牵引制动***的整流器3的输出端相互并联形成共直流母线5，从两个整流器3的输出端输出的直流电进行并网，以公共直流母线的方式向逆变器6供电，这里的公共直流母线即是所述的共直流母线5。正常工作时，柴油机1带动主发电机2旋转，主发电机由励磁装置4进行励磁调节控制，主发电机2的输出电流经过整流器3后形成直流电，两组直流电至共直流母线中进行汇总形成总电流，然后分配给不同的逆变器6，直流电经过逆变器调压调频成所需频率的交流电供给牵引电机7；制动时，牵引电机7转入发电机模式，产生的电能经过逆变器6后变为直流，再经过斩波器8后消耗在制动电阻9上。本发明的主要创新点在于，两组牵引制动***的整流器3输出的直流电在共直流母线5中汇总后形成总电流然后分配给各个逆变器6，这样即使一组柴油发电机组发生故障，也不会造成某个牵引电机直接停止工作，并且在轴重偏移时也可配合控制***实现各牵引电机的输出功率的合理分配，达到充分利用轴重偏移的效果。
下面为介绍一种本发明的优选选型方案：
柴油机1：选择两台康明斯qsk19-c700型柴油机1，柴油机1怠速为800rpm，低档转速为860rpm，高档位转速为1800rpm,中间档位分为8个档位，实现发电机组的有档无极调节；
主发电机2：选择电励磁同步发电机，发电机在柴油机1拖动下实现电功率的输出；转速1800rpm，发电机的输出额定电压为三相交流AC1200V，额定功率550千瓦；不同转速条件下发电机输出电功率与柴油机1输出机械功率相匹配；
整流器3：三相交流电源经过不可控整流装置后形成直流电压，不可控整流装置的选型参数是输入额定电压AC1200V，输入额定电流为300安培；
逆变器6：额定功率为 250kW，额定电压为DC1500V，供电电压范围为DC750V～DC2000V，交流输出电压为AC0～AC1130V，输出额定电流为180A；
牵引电机7：额定功率为220kW，额定电压为AC1130V，额定电流为151A。
以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.一种共直流母线的双动力轨道车交流电传动***，包括两组完全相同的柴油发电机组，每组柴油发电机组皆连接有一个牵引制动***，所述柴油发电机组由相互机械连接的柴油机（1）和主发电机（2）组成，所述牵引制动***由与主发电机（2）电连接的整流器（3）、并联在整流器（3）输出端的两个逆变器（6）、与逆变器（6）连接的牵引电机（7） 、连接在整流器（3）的输出端的斩波器（8）和与斩波器（8）连接的制动电阻（9）组成，其特征在于：两组牵引制动***的整流器（3）的输出端相互并联形成共直流母线（5）。
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