CN208608765U - 一种车载式直流机车无火回送供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载式直流机车无火回送供电装置，包括：逆变器模块，励磁模块，蓄电池模块，充电机模块，能量管理***及集中控制器，蓄电池提供牵引电机励磁绕组的起励电源，励磁模块采用电压和电流的双闭环控制，保证机车在不同速度下电枢输出电压稳定在DC600V；逆变器模块通过并联均流加LC有效滤波保证输出稳定可靠的AC380V和AC220V；励磁模块可靠工作以后，充电机模块开始启动工作，切断蓄电池供电输出，输出DC110V供励磁电源及给蓄电池补充缺失能源；电池PCS管理***以F28335芯片为能量控制核心芯片；整个直流机车无火回送供电装置柜体采用分层设计、组合设计，连接端子采用外出线布局，便于检修维护以及拆卸安装，达到资源的有效利用。

Description

一种车载式直流机车无火回送供电装置

技术领域

本实用新型涉及传动机车技术领域，具体涉及一种车载式直流机车无火回送供电装置。

背景技术

中国目前的直流机车在高等级修程、故障状态回库、或者新造机车配属到段无火回送的过程中，回送机车全部要求设置成无火回送工作模式。根据《铁路机车无火回送处理办法》的规定，机车无火回送的过程中严禁升弓、合闸，故机车通风、烧水、热饭、取暖、空调和照明等基本生活设施无法使用，值乘乘务人员防寒保温、防暑降温、基本生活条件和工作环境十分恶劣。因此，针对上述的恶劣工况，本着以人为本的原则，设计开发一套直流机车无火回送供电装置以保证司乘人员的基本工作、生活需求就显得尤为重要。

现已有的公开技术方案申请号为201610849947.9的实用新型专利，该方案利用机车既有TCMS网络控制***以及机车主辅变流器主电路***、主变流器模块、蓄电池模块等，从而控制牵引电机发电从而实现供电，此方案优点是能够有效利用机车上既有电路和部件，缺点是车型单一，只能适用于特定车型；操作繁琐，而且利用整个机车网络***以及机车的主辅电路，不安全因素项点多。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种车载式直流机车无火回送供电装置，其能够输出稳定可靠的电源供机车生活负载供电，且便携性与安全性高。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种车载式直流机车无火回送供电装置，其柜体采用分层式设计，从上到下依次设有：集中控制器、充电机模块、逆变器模块、励磁模块、蓄电池模块；

逆变器模块连接LC滤波器，并采用并联均流输出电源，保证输出稳定可靠的AC380V和AC220V；

励磁模块，采用电压和电流的双闭环控制，保证机车在不同速度下电枢输出电压稳定在DC600V；

蓄电池模块连接电池PCS管理***，提供牵引电机励磁绕组的起励电源；

充电机模块，一方面输出DC110V供励磁模块，另一方面为蓄电池模块补充缺失能源；

所述柜体外连接能量管理***，用于实时协调励磁模块、逆变器模块、充电机模块、蓄电池模块之间的能量分配，并对其进行监控管理；

集中控制器，设有控制按钮及手触式液晶屏。

进一步的，所述能量管理***采用F28335芯片作为能量控制核心芯片，采用RS485总线与励磁模块、逆变器模块、充电机模块及蓄电池模块进行通讯。

作为优选，所述逆变器模块采用全桥并联拓扑结构，输出 AC380V和AC220V。

作为优选，所述励磁模块采用移相全桥、高频隔离及全桥整流拓扑结构，采用全数字控制方式。

本实用新型的有益效果在于：

励磁模块采用移相全桥外加高频隔离和全桥整流拓扑结构，具有低电压大电流控制特性；逆变器模块采用全桥并联拓扑结构，控制策略采用并联均流控制技术，保证AC220V/380V负载耗能实现合理分配；充电机模块能够有效解决蓄电池长时间供电能量不足的问题，保证无火回送装置能量的循环利用；能量管理***是主控协调***，采用RS485通信方式，实时协调励磁模块、逆变器模块、充电机模块、蓄电池模块之间的能量分配，同时也对各个功能模块进行监控管理，实现可视化管理；采用全数字控制方式，选用TI公司的DSP F28335，该芯片为浮点运算DSP，具有强大的计算能力，且能够和能量管理***实时通讯。整个直流机车无火回送供电装置柜体采用分层设计、组合设计，连接端子采用外出线布局，便于检修维护以及拆卸安装，达到资源的有效利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的装置***连接示意图；

图2为本实用新型能量管理***流程图；

图3为本实用新型装置柜体立体结构示意图；

图4为本实用新型装置柜体主视图。

具体实施方式

如图1-4所示的一种车载式直流机车无火回送供电装置，其柜体采用分层式设计，从上到下依次设有：集中控制器2、充电机模块6、逆变器模块3、励磁模块4、蓄电池模块5；

逆变器模块3连接LC滤波器，并采用并联均流输出电源，保证输出稳定可靠的AC380V和AC220V；LC滤波器是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波构成低阻抗旁路；AC220V用于为空调、电炉、取暖器、插座等进行供电；AC380V用于为取暖器及充电机等供电。

励磁模块4，采用电压和电流的双闭环控制，保证机车在不同速度下电枢输出电压稳定在DC600V；

蓄电池模块5连接电池PCS管理***，提供牵引电机励磁绕组的起励电源；PCS可控制蓄电池的充电和放电过程。PCS由DC/DC 双向变流器、控制单元等构成，PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器，对电池进行充电或放电；PCS可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

励磁模块4可靠工作以后，充电机模块6开始启动工作，切断蓄电池供电输出，一方面输出DC110V供励磁模块4，另一方面为蓄电池模块5补充缺失能源；

所述柜体外连接能量管理***，用于实时协调励磁模块4、逆变器模块3、充电机模块6、蓄电池模块5之间的能量分配，并对其进行监控管理；

集中控制器2，设有控制按钮1进行控制器的控制，手触式液晶屏作为整个装置***的监控界面。采用如图2所示能量控制算法，保证蓄电池模块5、励磁模块4、充电机模块6之间的协调工作，保证能量合理有效的分配。

进一步的，所述能量管理***采用F28335芯片作为能量控制核心芯片，采用RS485总线与励磁模块4、逆变器模块3、充电机模块 6及蓄电池模块5进行通讯。

作为优选，所述逆变器模块3采用全桥并联拓扑结构，输出 AC380V和AC220V。

作为优选，所述励磁模块4采用移相全桥、高频隔离及全桥整流拓扑结构，采用全数字控制方式。

励磁模块4采用移相全桥外加高频隔离和全桥整流拓扑结构，具有低电压大电流控制特性；逆变器模块3采用全桥并联拓扑结构，控制策略采用并联均流控制技术，保证220V/380V负载耗能实现合理分配；充电机模块6能够有效解决蓄电池长时间供电能量不足的问题，保证无火回送装置能量的循环利用；能量管理***是主控协调***，采用RS485通信方式，实时协调励磁模块4、逆变器模块3、充电机模块6、蓄电池模块5之间的能量分配，同时也对各个功能模块进行监控管理，实现可视化管理；采用全数字控制方式，选用TI公司的DSP F28335，该芯片为浮点运算DSP，具有强大的计算能力，且能够和能量管理***实时通讯。整个直流机车无火回送供电装置柜体采用分层设计、组合设计，连接端子采用外出线布局，便于检修维护以及拆卸安装，达到资源的有效利用。

本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种车载式直流机车无火回送供电装置，其特征在于，其柜体采用分层式设计，从上到下依次设有：集中控制器(2)、充电机模块(6)、逆变器模块(3)、励磁模块(4)、蓄电池模块(5)；

所述逆变器模块(3)连接LC滤波器，并采用并联均流输出电源；

所述励磁模块(4)，采用电压和电流的双闭环控制；

所述蓄电池模块(5)连接电池PCS管理***，提供牵引电机励磁绕组的起励电源；

所述充电机模块(6)，一方面输出DC110V供励磁模块(4)，另一方面为蓄电池模块(5)补充缺失能源；

所述柜体外连接能量管理***，用于实时协调励磁模块(4)、逆变器模块(3)、充电机模块(6)、蓄电池模块(5)之间的能量分配，并对其进行监控管理；

所述集中控制器(2)，设有控制按钮(1)及手触式液晶屏。

2.根据权利要求1所述的一种车载式直流机车无火回送供电装置，其特征在于，所述能量管理***采用F28335芯片作为能量控制核心芯片，采用RS485总线与励磁模块(4)、逆变器模块(3)、充电机模块(6)及蓄电池模块(5)进行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种车载式直流机车无火回送供电装置，其特征在于，所述逆变器模块(3)采用全桥并联拓扑结构，输出AC380V和AC220V。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种车载式直流机车无火回送供电装置，其特征在于，所述励磁模块(4)采用移相全桥、高频隔离及全桥整流拓扑结构，采用全数字控制方式。