CN204993077U - 一种内燃机车辅助变流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内燃机车辅助变流装置，包括辅助发电机以及柜体，所述柜体内设置有一路以上用于向变频变压负载供电的变频主电路以及一路以上用于向定频定压负载供电的定频主电路，所述变频主电路和定频主电路均包括相互并联的辅助变流器模块以及直投电路，所述辅助发电机经所述变频主电路的辅助变流模块向变频变压负载变频供电或经直投电路向变频变压负载直接供电；还包括拖车发电机，所述拖车发电机经所述定频主电路的直投电路向定频定压负载直接供电或所述辅助发电机经所述定频主电路的辅助变流模块向定频定压负载提供适配电源。本实用新型的内燃机车辅助变流装置具有高可靠性、高冗余性以及电磁兼容性好等优点。

Description

一种内燃机车辅助变流装置

技术领域

本实用新型主要涉及内燃机车技术领域，特指一种内燃机车辅助变流装置。

背景技术

辅助变流器是交流辅助内燃机车核心部件之一，负责根据机车工况对辅助负载***进行供电管理，将辅助发电机输出交流电压转换为负载所需幅值与频率的三相交流电压，包括：1、柴油机高温水冷却风机、中冷水冷却风机分别为柴油机高温水和中冷水冷却***提供风冷散热，必须由辅助变流器分别配置一个变流模块进行供电管理，辅助变流器实时采集柴油机高温水、中冷水温度，根据温度调节各模块的输出电压幅值和频率，控制冷却风机转速，使冷却水温度保持在柴油机最佳工作效率点，达到节能目的。2、空气压缩机是机车制动***的关键设备，负责将空气压缩到机车的制动风缸中，用于实现机车空气制动、撒砂功能。3、空调机组、脚炉等生活负载为AC380V/50Hz供电，与空压机负载相同。

现有的内燃机车辅助***一般由机车配置一台交流辅助发电机独立供电，辅助负载由发电机直接供电，或者由辅助变流器变频供电。柴油机冷却风扇电机需要根据冷却水温进行实时调节，保证柴油机工作在最佳效率点，故必须由辅助变流器变频供电。区别于冷却风扇电机，空气压缩机一般采用恒频恒压供电，可由辅助变流器变频供电，也可以由辅助发电机直接供电，但由于目前机车普遍采用活塞式或螺杆式空气压缩机，起动时电流冲击较大，且起动频繁，无论由辅助变流器变频供电，还是由辅助发电机直接供电，都容易造成辅助供电***工作不稳定，降低辅助变流器使用寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种可靠性以及冗余性高的内燃动车辅助变流装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种内燃机车辅助变流装置，包括辅助发电机以及柜体，所述柜体内设置有一路以上用于向变频变压负载供电的变频主电路以及一路以上用于向定频定压负载供电的定频主电路，所述变频主电路和定频主电路均包括相互并联的辅助变流器模块以及直投电路，所述辅助发电机经所述变频主电路的辅助变流模块向变频变压负载变频供电或经直投电路向变频变压负载直接供电；还包括拖车发电机，所述拖车发电机经所述定频主电路的直投电路向定频定压负载直接供电或所述辅助发电机经所述定频主电路的辅助变流模块向定频定压负载提供适配电源。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述变频主电路共有两路，分别为用于向高温冷却风扇电机供电的第一变频主电路和用于向中冷冷却风扇电机供电的第二变频主电路。

所述定频主电路共一路，用于向空调机组和空气压缩机提供电源。

所述辅助变流模块包括顺序相连的整流单元、滤波单元以及逆变单元。

所述柜体内设有安装板，所述安装板将所述柜体分为用于安装变频主电路的变频区、用于安装定频主电路的定频区、用于安装感性元件的感性区、用于安装容性元件的容性区以及用于安装控制单元的控制区；所述感性区和容性区分别位于柜体右侧的上下部，所述变频区和控制区位于柜体右侧的前部，所述定频区位于所述柜体右侧的后部。

所述柜体的相对两侧分别开设有第一柜门和第二柜门，所述第一柜门对应所述变频区和控制区，所述第二柜门对应所述定频区。

所述定频区的上方设置有散热组件。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的内燃机车辅助变流装置，将不同类型的负载由不同的发电机进行供电，能够避免不同负载对电源***的影响，各主电路均配置有直投电路，在辅助变流模块故障时可将负载自动切换至由各发电机直接供电，提升了***的冗余性及稳定性。其中柴油机水温冷却风扇电机由辅助发电机供电、空压机和空调机组生活负载由拖车发电机供电，能够避免空压机反复突投对辅助发电机的电流冲击，保证机车无论在编组还是单机工况下空气制动***以及生活用电的持续工作，提高了辅助供电***的冗余性与可靠性。控制***与主电路、变压器分置独立腔体，采用模块化设计，各子部件根据各自功能、电压等级分置隔离密闭腔体，提升***的电磁兼容性能和稳定性；柜体正反两面维护，保证所有器件均可方便地维护与拆卸。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为本实用新型中辅助变流模块的电路原理图。

图3为本实用新型中柜体的主视结构示意图。

图4为本实用新型中柜体的后视结构示意图。

图5为本实用新型中空气压缩机的工作流程图。

图中标号表示：1、辅助发电机；2、拖车发电机；3、柜体；31、变频区；32、定频区；33、感性区；34、容性区；35、控制区；36、散热组件；4、变频主电路；41、第一变频主电路；42、第二变频主电路；5、定频主电路；6、辅助变流模块；7、直投电路。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1至图5所示，本实施例的内燃机车辅助变流装置，包括辅助发电机1以及柜体3，柜体3内设置有一路以上用于向变频变压负载供电的变频主电路4以及一路以上用于向定频定压负载供电的定频主电路5，变频主电路4和定频主电路5均包括相互并联的辅助变流器模块以及直投电路7，辅助发电机1经变频主电路4的辅助变流模块6向变频变压负载变频供电或经直投电路7向变频变压负载直接供电；还包括拖车发电机2，拖车发电机2经定频主电路5的直投电路7向定频定压负载直接供电或辅助发电机1经定频主电路5的辅助变流模块6向定频定压负载提供适配电源。本实施例中的拖车发电机2可采用内燃动车拖车车厢内配置的一台大功率发电机组，其专为客车提供AC400V/50Hz、单相AC220V/50Hz生活用电。本实用新型的内燃机车辅助变流装置，将不同类型的负载由不同的发电机进行供电，能够避免不同负载对电源***的影响，各主电路均配置有直投电路7，辅助变流模块6故障时可将负载自动切换至由各发电机直接供电，提升了***的冗余性及稳定性。

如图1所示，本实施例中，变频主电路4共有两路，分别为用于向高温冷却风扇电机提供电源的第一变频主电路41和用于向中冷冷却风扇电机提供电源的第二变频主电路42。定频主电路5共一路，用于向空调机组和空气压缩机提供电源。第一变频主电路41和第二变频主电路42分别为高温水冷却风扇电机、中冷却冷却风扇电机变频供电，机车辅助发电机1发出的额定为AC400Vrms/120Hz三相电压经过接触器、熔断器、输入电抗器后，送至辅助变流模块6（AC1、AC2），辅助变流模块6对输入三相电压经过整流、滤波、逆变后，转换成额定为AC400Vrms/120Hz三相PWM电压输出，采用变频压控制。当变频供电回路故障时，***可自动将两个冷却风扇电机切换至由机车辅助发电机1经直投电路7直接供电。如图5所示，定频主电路5为空气压缩机、空调机组等定频定压负载提供电源，正常情况下由动车拖车发电机2提供三相四线制AC400Vrms/50Hz正弦电压电源，当拖车发电机2故障或者机车单机工作时，由机车辅助发电机1发出的额定为AC400Vrms/120Hz三相电压经过接触器、熔断器、输入电抗器后，送至辅助变流模块6（AC3），辅助变流模块6对输入三相电压经过整流、滤波、逆变后，转换成额定为AC160Vrms/50Hz三相PWM电压输出，再经三相滤波器滤波和三相隔离变压器升压后，恒定输出正弦波380V/50HZ电源。由于拖车发电机2功率较高，达到400kVA，因此受空气压缩机突投的影响较小，保证了机车辅助供电***的稳定与可靠性。

如图2所示，本实施例中，辅助变流模块6包括顺序相连的整流单元、滤波单元以及逆变单元。

如图3和图4所示，本实施例中，柜体3内设有安装板，安装板将柜体3分为用于安装变频主电路4的变频区31、用于安装定频主电路5的定频区32、用于安装感性元件的感性区33、用于安装容性元件的容性区34以及用于安装控制单元的控制区35；感性区33和容性区34分别位于柜体3右侧的上下部，变频区31和控制区35位于柜体3右侧的前部，定频区32位于柜体3右侧的后部。辅助变流器根据各子部件功能分置不同密闭腔体，保证在物理上对强电与弱电电路、主回路与控制***、功率感性器件与易干扰半导体器件隔离，提升***的电磁兼容性能。***采用强迫风冷设计，各变流模块配置独立风道和散热风机，提升了各模块的工作效率和稳定性。

本实施例中，柜体3的相对两侧分别开设有第一柜门和第二柜门，第一柜门对应变频区31和控制区35，第二柜门对应定频区32。柜体3正反两面维护，保证所有器件均可方便地维护与拆卸。

本实施例中，定频区32的上方设置有散热组件36，散热组件36为散热风扇。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种内燃机车辅助变流装置，包括辅助发电机（1）以及柜体（3），其特征在于，所述柜体（3）内设置有一路以上用于向变频变压负载供电的变频主电路（4）以及一路以上用于向定频定压负载供电的定频主电路（5），所述变频主电路（4）和定频主电路（5）均包括相互并联的辅助变流器模块（6）以及直投电路（7），所述辅助发电机（1）经所述变频主电路（4）的辅助变流模块（6）向变频变压负载变频供电或经直投电路（7）向变频变压负载直接供电；还包括拖车发电机（2），所述拖车发电机（2）经所述定频主电路（5）的直投电路（7）向定频定压负载直接供电或所述辅助发电机（1）经所述定频主电路（5）的辅助变流模块（6）向定频定压负载提供适配电源。

2.根据权利要求1所述的内燃机车辅助变流装置，其特征在于，所述变频主电路（4）共有两路，分别为用于向高温冷却风扇电机供电的第一变频主电路（41）和用于向中冷冷却风扇电机供电的第二变频主电路（42）。

3.根据权利要求2所述的内燃机车辅助变流装置，其特征在于，所述定频主电路（5）共一路，用于向空调机组和空气压缩机提供电源。

4.根据权利要求3所述的内燃机车辅助变流装置，其特征在于，所述辅助变流模块（6）包括顺序相连的整流单元、滤波单元以及逆变单元。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的内燃机车辅助变流装置，其特征在于，所述柜体（3）内设有安装板，所述安装板将所述柜体（3）分为用于安装变频主电路（4）的变频区（31）、用于安装定频主电路（5）的定频区（32）、用于安装感性元件的感性区（33）、用于安装容性元件的容性区（34）以及用于安装控制单元的控制区（35）；所述感性区（33）和容性区（34）分别位于柜体（3）右侧的上下部，所述变频区（31）和控制区（35）位于柜体（3）右侧的前部，所述定频区（32）位于所述柜体（3）右侧的后部。

6.根据权利要求5所述的内燃机车辅助变流装置，其特征在于，所述柜体（3）的相对两侧分别开设有第一柜门和第二柜门，所述第一柜门对应所述变频区（31）和控制区（35），所述第二柜门对应所述定频区（32）。

7.根据权利要求6所述的内燃机车辅助变流装置，其特征在于，所述定频区（32）的上方设置有散热组件（36）。