CN201901014U - 双源制电力机车控制装置 - Google Patents

双源制电力机车控制装置 Download PDF

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张彦林
蓝正升
马晓宁
张树勋
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Abstract

本实用新型涉及一种双源制电力机车控制装置，包含有机车、牵引变压器、牵引蓄电池组、集成牵引变流器、三相交流异步牵引电机并电连接，其所述的牵引变压器的输入端与25kV接触网连接，输出端与集成牵引变流器连接，集成牵引变流器的输出端连接于三相交流异步牵引电机、中央控制单元和牵引模式转换开关。本实用新型所使用的动力能源为接触网或蓄电池，均是清洁能源，满足人们节能、环保、低碳的要求。集牵引逆变器、辅助逆变器和牵引蓄电池充放电电路为一体，集成度高。整体模块化结构好。

Description

双源制电力机车控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种控制装置，具体涉及铁路站场或工矿企业调车牵引作业、可用交流25kV接触网或机车车载蓄电池电源作为动力源的控制装置。
背景技术
目前铁路站场调车作业主要是内燃机车，由于使用柴油机作为机车动力源，其噪声和空气污染严重，不符合环保、节能、低碳的发展方向。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有站场调车作业的缺点，提供一种在交流接触网和牵引蓄电池两种电源制式下工作的双源制电力机车控制装置。
本实用新型包含有机车、牵引变压器、牵引蓄电池组、集成牵引变流器、三相交流异步牵引电机并电连接，其特征在于：所述的牵引变压器的输入端与25kV接触网连接，输出端与集成牵引变流器连接；所述的集成牵引变流器由牵引变压器预充电单元和牵引蓄电池预充电单元，直流中间回路，充电模块，四象限整流器，牵引PWM逆变器，辅助PWM逆变器和吸收电阻电连接组成；集成牵引变流器的输出端连接于三相交流异步牵引电机、中央控制单元和牵引模式转换开关。
本实用新型所使用的动力能源为接触网或蓄电池，均是清洁能源，满足人们节能、环保、低碳的要求。集牵引逆变器、辅助逆变器和牵引蓄电池充放电电路为一体，集成度高。整体模块化结构好。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
图中：1、牵引变压器，2、牵引变压器预充电单元，3、四象限整流器，4、直流中间回路，5、牵引PWM逆变器，6、辅助PWM逆变器，7、充电模块，8、牵引蓄电池预充电单元，9、牵引蓄电池组，10、集成牵引变流器，11、吸收电阻，12、三相交流异步牵引电机，13、中央控制单元，14、牵引模式转换开关，15、机车，16、25kV接触网。
具体实施方式
本实用新型的控制装置包含有机车15、牵引变压器1、牵引蓄电池组9、集成牵引变流器10、中央控制单元13，牵引模式转换开关14电连接组成。牵引变压器1的输入端与25kV接触网16连接，输出端与集成牵引变流器10连接；集成牵引变流器10由牵引变压器预充电单元2和牵引蓄电池预充电单元8，直流中间回路4，充电模块7，四象限整流器3，牵引PWM逆变器5，辅助PWM逆变器6和吸收电阻11电连接组成。
集成牵引变流器10的输出端连接于三相交流异步牵引电机12、中央控制单元13和牵引模式转换开关14。
当机车15由25kV接触网16供电、牵引时，电能经过牵引变压器1的次边绕组、牵引变压器预充电单元2、四象限整流器3进入直流中间回路4，由此分为3路：一路经牵引PWM逆变器5逆变为三相交流电源，驱动三相交流异步牵引电机12和中央控制单元13前进；一路经辅助PWM逆变器6逆变为三相交流电源，供应机车15辅助***；一路经充电模块7为牵引蓄电池组9充电，而牵引蓄电池预充电单元8断开。再生制动时，再生能量由牵引变压器1反馈电网。
当机车15由牵引蓄电池组9供电、牵引时，电能经牵引蓄电池预充电单元8、直流中间回路4，为牵引PWM逆变器5、辅助PWM逆变器6提供直流电源；制动时，再生能量经牵引PWM逆变器5回馈至直流中间回路4，一路提供辅助PWM逆变器6的电能，一路经过充电模块7为牵引蓄电池组9充电，制动时，牵引蓄电池预充电单元8断开；若此工况中央控制单元13检测到直流中间回路4的电压高于设定值，说明再生制动能量无法被辅助PWM逆变器6和牵引蓄电池组9完全吸收，则控制***投入吸收电阻11，将多余能量消耗。
牵引变压器预充电单元2和牵引蓄电池预充电单元8通过机车15中央控制单元13互锁，即任何时刻只有1组接通，以避免牵引蓄电池组9和牵引变压器1同时投入。牵引蓄电池预充电单元8和充电模块7通过机车15中央控制单元13互锁，即充电时充电模块7开通，牵引蓄电池预充电单元8关断，放电时相反。
通过上述控制，机车可以实现在2种电源下的工况转换。
机车15由25kV接触网16、牵引变压器1、集成牵引变流器10、三相交流异步牵引电机12和中央控制单元13构成交-直-交的主传动电路；由牵引蓄电池组9、集成牵引变流器10、三相交流异步牵引电机12和中央控制单元13构成直-交主传动电路；二者共用直流中间回路4。机车牵引作业时，牵引蓄电池组9与牵引变压器1不同时投入。2种电路均可以实现为同一转向架上的2台三相交流异步牵引电机12和中央控制单元13供电。
在机车15内设有牵引模式转换开关14及机车中央控制单元13。
上述实施例仅向同一转向架的2台牵引电机供电，若牵引变压器增加一个次边绕组及增加一组牵引蓄电池、一个牵引变流器模块，即可实现向另一转向架的2台牵引电机供电。由于采用两套独立的中间直流回路，机车主回路冗余性好。

Claims (2)

1.双源制电力机车控制装置，包含有机车(15)、牵引变压器(1)、牵引蓄电池组(9)、集成牵引变流器(10)、三相交流异步牵引电机(12)并电连接，其特征在于：所述的牵引变压器(1)的输入端与25kV接触网(16)连接，输出端与集成牵引变流器(10)连接；所述的集成牵引变流器(10)由牵引变压器预充电单元(2)和牵引蓄电池预充电单元(8)，直流中间回路(4)，充电模块(7)，四象限整流器(3)，牵引PWM逆变器(5)，辅助PWM逆变器(6)和吸收电阻(11)电连接组成；集成牵引变流器(10)的输出端连接于三相交流异步牵引电机(12)、中央控制单元(13)和牵引模式转换开关(14)。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述的机车(15)内设有牵引模式转换开关(14)和中央控制单元(13) 。 
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