專利名稱：一種交流電傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明軌道車(chē)輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種交流電傳動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，軌道車(chē)輛在很多大型城市內(nèi)部以及城市與城市之間一直起到骨干的作用。軌道車(chē)輛交通這一名詞涵蓋范圍非常廣泛，種類繁多；包括動(dòng)車(chē)組、城市鐵路、地下鐵道、輕軌交通、磁懸浮線路、機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)鐵路等。新式的軌道車(chē)輛往往以電力作為能源，因此目前的軌道車(chē)輛交通有著節(jié)能、省地、運(yùn)量大、全天候、無(wú)污染(或少污染)又安全等優(yōu)點(diǎn)，屬綠色環(huán)保交通體系，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。而且顧名思義，軌道車(chē)輛即是車(chē)輛與軌道上運(yùn)行的交通方式，所以基本上不會(huì)受到交通擁堵的影響，在交通壓力繁重的大城市里，其相比汽車(chē)交通更加高效快速。而隨著各方面技術(shù)的進(jìn)步，軌道車(chē)輛的相關(guān)技術(shù)也在向更安全、更快速的方向不斷的完善，盡可能的為市民的出行帶來(lái)更大的方便。傳統(tǒng)的依靠電力的軌道車(chē)輛，往往采用直流傳動(dòng)的形式，也就是依靠直流電為軌道車(chē)輛的牽引電動(dòng)機(jī)供電，從而產(chǎn)生牽引力推動(dòng)車(chē)輛的形式。但是傳統(tǒng)直流牽引電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)的原因，功率收到限制，功率提升存在技術(shù)上的瓶頸；而且直流牽引電動(dòng)機(jī)負(fù)載特性較軟，粘著利用率偏低；隨著軌道車(chē)輛技術(shù)的發(fā)展，直流傳動(dòng)與直流牽引電機(jī)已經(jīng)越來(lái)越不能夠滿足實(shí)際的需求。隨著電子器件的高速發(fā)展，軌道車(chē)輛中的交流傳動(dòng)技術(shù)逐步出現(xiàn)，并得到快速的發(fā)展。交流傳動(dòng)與相應(yīng)的交流牽引電機(jī)能夠克服功率提升上的技術(shù)瓶頸，而且有著良好的負(fù)載特性和粘著利用率，已經(jīng)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)軌道車(chē)輛的實(shí)際工作情況，應(yīng)用在軌道車(chē)輛當(dāng)中的交流傳動(dòng)系統(tǒng)主要對(duì)兩部分組件進(jìn)行供電。一部分組件及牽引電動(dòng)機(jī)本身，另一部分組件為牽引電動(dòng)機(jī)通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、冷卻風(fēng)扇及其他輔助通風(fēng)機(jī)、機(jī)車(chē)空調(diào)機(jī)、機(jī)車(chē)生活用電等輔助電氣組件。在現(xiàn)有的交流傳動(dòng)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)為兩部分組件分別供電，甚至?xí)为?dú)設(shè)立一臺(tái)輔助發(fā)電機(jī)專門(mén)為輔助組件供電?，F(xiàn)有的牽引電動(dòng)機(jī)與輔助組件分離的交流傳動(dòng)系統(tǒng)主要存在以下缺陷:主輔分離的交流傳動(dòng)系統(tǒng)不便于系統(tǒng)集成、結(jié)構(gòu)安裝及維護(hù)以及部件通用，使用程度較低；輔助組件從主發(fā)電機(jī)取電或設(shè)置獨(dú)立的輔助發(fā)電機(jī)的布置，會(huì)增加軌道車(chē)輛的重量，提高了車(chē)輛的制造成本及運(yùn)行負(fù)擔(dān)；此外，分離的傳動(dòng)系統(tǒng)必然要為輔助組件的供電設(shè)置更多額外的逆變器，也增加整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和造價(jià)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種交流電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過(guò)一臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)為牽引電動(dòng)機(jī)及輔助組件供電，實(shí)現(xiàn)了交流電傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于全車(chē)的一體化供電。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案:—種交流電傳動(dòng)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括以下:主發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電并輸出；
變流模塊，用于對(duì)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行變流處理；將處理后得到的符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；將處理后得到的符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至輔助組件；勵(lì)磁模塊,用于接收主發(fā)電機(jī)輸出的交流電并轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流，將勵(lì)磁電流輸出至主發(fā)電機(jī)；通過(guò)所述勵(lì)磁電流控制主發(fā)電機(jī)的輸出功率。所述變流模塊具體包括:整流單元，用于主發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；牽引逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；輔助逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至輔助組件。所述系統(tǒng)包括兩個(gè)并聯(lián)的變流模塊，分別為第一變流模塊和第二變流模塊，每個(gè)變流模塊為一個(gè)轉(zhuǎn)向架的多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)供電，則所述牽引逆變器的數(shù)量為等于一個(gè)轉(zhuǎn)向架中牽引電動(dòng)機(jī)的數(shù)量。所述變流模塊還包括:接觸開(kāi)關(guān)，用于在故障時(shí)斷開(kāi)，將該變流模塊隔離；直流回路單元，用于對(duì)變流模塊進(jìn)行故障檢測(cè)、監(jiān)控、濾波，并接收牽引逆變器的反饋電流；制動(dòng)電阻，用于將所述牽引逆變器的反饋電流以熱能的形式消耗。所述輔助組件具體包括:冷卻風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、主發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)、制動(dòng)電阻風(fēng)機(jī)、排塵風(fēng)扇。所述第一變流模塊包括的輔助逆變器為第一輔助逆變器，第二變流模塊包括的輔助逆變器為第二輔助逆變器，具體的；第一輔助逆變器向冷卻風(fēng)機(jī)輸出交流電；第二輔助逆變器向空壓機(jī)、主發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)、制動(dòng)電阻風(fēng)機(jī)和排塵風(fēng)扇輸出交流電。所述系統(tǒng)還包括:第三輔助逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合充電機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至充電機(jī)；充電機(jī)，用于將第三輔助逆變器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電為蓄電池充電；蓄電池，用于存儲(chǔ)電能，并在所述主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)過(guò)程中釋放電能。所述蓄電池藕接所述直流回路單元及牽弓I逆變器；則在主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)的過(guò)程中，所述蓄電池通過(guò)直流回路單元及牽引逆變器向主發(fā)電機(jī)供電，使主發(fā)電機(jī)完成變頻啟動(dòng)。所述第一輔助逆變器、第二輔助逆變器和第三輔助逆變器互為冗余。所述系統(tǒng)還包括:標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器，藕接所述充電機(jī)，用于將所述充電機(jī)輸出的直流電轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)民用電。所述主發(fā)電機(jī)具體為雙繞組電機(jī)，每個(gè)繞組向一個(gè)變流模塊輸出交流電。
所述勵(lì)磁模塊藕接輔助逆變器，或所述勵(lì)磁模塊藕接主發(fā)電機(jī)。所述變流模塊還包括:列供單元，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合特定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至車(chē)輛的照明系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。所述系統(tǒng)好包括:控制模塊，用于發(fā)送控制指令，以控制系統(tǒng)其它各部分的運(yùn)行。通過(guò)以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明存在以下有益效果:利用所述變流模塊為車(chē)輛牽引電動(dòng)機(jī)和輔助組件分別提供符合其額定標(biāo)準(zhǔn)的電流，實(shí)現(xiàn)了一體化的交流電傳動(dòng)；使得所述系統(tǒng)的集成度更高，而且部件的通用性更強(qiáng)，便于結(jié)構(gòu)的安裝及維護(hù)；本實(shí)施例所述系統(tǒng)中，輔助組件不再需要利用特別的裝置從主發(fā)電機(jī)取電或設(shè)置獨(dú)立的輔助發(fā)電機(jī)，簡(jiǎn)化了發(fā)電機(jī)在車(chē)輛中的布置，降低了軌道車(chē)輛的重量、制造成本及運(yùn)行負(fù)擔(dān)；并盡可能的減少了逆變器的數(shù)量，更便于列車(chē)空間的布置。
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)在軌道車(chē)輛行駛過(guò)程中工作流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)在軌道車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中工作流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)在主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)過(guò)程中工作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見(jiàn)圖1所示,為本發(fā)明所述交流電傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)具體的實(shí)施例。本實(shí)施例為本發(fā)明所述系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)施例，本實(shí)施例中，僅以一個(gè)主發(fā)電機(jī)為輸出電能的源頭，所述變流模塊同時(shí)向牽引電動(dòng)機(jī)和輔助組件提供特定電壓等級(jí)的交流電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于牽引電動(dòng)機(jī)與輔助組件的一體化供電。本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括以下:主發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電并輸出。本實(shí)施例中所述主發(fā)電機(jī)為產(chǎn)生電能的唯一裝置，所述牽引電動(dòng)機(jī)與輔助組件的電力來(lái)源均為主發(fā)電機(jī)。變流模塊，用于對(duì)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行變流處理；將處理后得到的符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；將處理后得到的符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至輔助組件。
主發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生的交流電由于頻率和電壓等級(jí)的差異，無(wú)法被所述牽引電動(dòng)機(jī)和輔助組件所利用。所以主發(fā)電機(jī)需首先將交流電輸出至變流模塊，所述變流模塊將有針對(duì)性的對(duì)所述交流電進(jìn)行變流處理，調(diào)整所述交流電的頻率及電壓等級(jí)。本實(shí)施例中，所述交流電對(duì)于該交流電的處理主要是針對(duì)兩部分，及牽引電動(dòng)機(jī)與輔助組件。本發(fā)明交流電傳動(dòng)的背景之下，上述兩部分均以交流電供電，但二者所需交流電源的額定電壓等級(jí)和頻率一般存在較大的差異。所以在本實(shí)施例中，所述變流模塊有針對(duì)性的對(duì)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行處理，將處理后得到的符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；將處理后得到的符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至輔助組件。勵(lì)磁模塊,用于接收主發(fā)電機(jī)輸出的交流電并轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流，將勵(lì)磁電流輸出至主發(fā)電機(jī)；通過(guò)所述勵(lì)磁電流控制主發(fā)電機(jī)的輸出功率。勵(lì)磁即為發(fā)電機(jī)定子提供電流，使定子產(chǎn)生磁場(chǎng)的過(guò)程，是發(fā)電機(jī)工作的一項(xiàng)基本原理。所以本發(fā)明所述勵(lì)磁模塊是所述主發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中必不可少的一項(xiàng)輔助功能模塊。本實(shí)施例中，所述主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模式為自勵(lì)，也就是利用主發(fā)電機(jī)本身輸出的電流作為自身定子的勵(lì)磁電流。所述勵(lì)磁模塊的功能即接收主發(fā)電機(jī)的輸出電流并將其轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流，將所述勵(lì)磁電流提供給主發(fā)電機(jī)的定子。通過(guò)以上技術(shù)方案可見(jiàn)，本實(shí)施例所述系統(tǒng)存在的有益效果是，利用所述變流模塊為車(chē)輛牽引電動(dòng)機(jī)和輔助組件分別提供符合其額定標(biāo)準(zhǔn)的電流，實(shí)現(xiàn)了一體化的交流電傳動(dòng)；使得所述系統(tǒng)的集成度更高，而且部件的通用性更強(qiáng)，便于結(jié)構(gòu)的安裝及維護(hù)；本實(shí)施例所述系統(tǒng)中，輔助組件不再需要利用特別的裝置從主發(fā)電機(jī)取電或設(shè)置獨(dú)立的輔助發(fā)電機(jī)，簡(jiǎn)化了發(fā)電機(jī)在車(chē)輛中的布置，降低了軌道車(chē)輛的重量、制造成本及運(yùn)行負(fù)擔(dān)。參見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明所述系統(tǒng)的另一個(gè)具體的實(shí)施例，本實(shí)施例中在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，對(duì)所述變流模塊的具體形態(tài)做出了更具體的描述。本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括兩個(gè)并聯(lián)的變流模塊，分別為第一變流模塊和第二變流模塊，每個(gè)變流模塊為一個(gè)轉(zhuǎn)向架的多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)供電。所述轉(zhuǎn)向架為支撐車(chē)體的重要部件，轉(zhuǎn)向架承受并傳遞從車(chē)體與車(chē)輪之間各種載荷與作用力。不同的軌道車(chē)輛中，一個(gè)轉(zhuǎn)向架上包括的輪對(duì)數(shù)量不同；但現(xiàn)階段的轉(zhuǎn)向架一般包括2-3個(gè)輪對(duì)，也就是四軸轉(zhuǎn)向架與六軸轉(zhuǎn)向架；本實(shí)施例中以六軸轉(zhuǎn)向架為例。六軸轉(zhuǎn)向架中，為每個(gè)輪對(duì)設(shè)置一臺(tái)牽弓I電動(dòng)機(jī)，也就是說(shuō)，一個(gè)六軸轉(zhuǎn)向架包括3個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)。本實(shí)施例中所述系統(tǒng)具體如下:主發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電并輸出。本實(shí)施例中,所述主發(fā)電機(jī)的功能與圖1所示實(shí)施例中一致。變流模塊，用于對(duì)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行變流處理；將處理后得到的符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；將處理后得到的符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至輔助組件。本實(shí)施例中，所述變流模塊分為第一變流模塊和第二變流模塊，二者從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，基本為對(duì)稱設(shè)置，僅在一個(gè)輔助逆變器的設(shè)置上存在不同。本實(shí)施例中，所述變流模塊具體包括以下:
整流單元，用于主發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；變流模塊接收到的交流電首先經(jīng)過(guò)所述整流單元進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，以便對(duì)于轉(zhuǎn)換后的直流進(jìn)行下一步的處理。本實(shí)施例中，所述整流單元的核心硬件裝置可采用三相不可控整流裝置。牽引逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至牽引電動(dòng)機(jī)。所述牽引逆變器及用于為牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換并輸出交流電的裝置。本實(shí)施例中，所述牽引逆變器的數(shù)量等于一個(gè)轉(zhuǎn)向架中牽引電動(dòng)機(jī)的數(shù)量，即一個(gè)變流模塊中包括三個(gè)牽引逆變器，每個(gè)牽引逆變器為一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)供電。本實(shí)施例中，所述牽引逆變器采用變頻變壓逆變器(VWF逆變器)。輔助逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至輔助組件。本實(shí)施例中，所述輔助組件具體包括:冷卻風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、主發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)、制動(dòng)電阻風(fēng)機(jī)、排塵風(fēng)扇。在對(duì)于上述諸多輔助組件的供電過(guò)程中，兩個(gè)變流模塊存在一定的分工。所述第一變流模塊包括的輔助逆變器為第一輔助逆變器，第二變流模塊包括的輔助逆變器為第二輔助逆變器，具體的；第一輔助逆變器向冷卻風(fēng)機(jī)輸出交流電；第二輔助逆變器向空壓機(jī)、主發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)、制動(dòng)電阻風(fēng)機(jī)和排塵風(fēng)扇輸出交流電。根據(jù)上述職能的區(qū)別，本實(shí)施例中所述第一輔助逆變器采取變頻變壓逆變器(VVVF逆變器)；所述第二輔助逆變器采取恒頻恒壓逆變器(CVCF逆變器)。接觸開(kāi)關(guān)，用于在故障時(shí)斷開(kāi)，將該變流模塊隔離。本實(shí)施例中，第一變流單元與第二變流單元彼此獨(dú)立，當(dāng)二者之一發(fā)生故障，則可以通過(guò)所述接觸開(kāi)關(guān)將故障的變流單元整個(gè)隔離，以防止故障的延伸。直流回路單元，用于對(duì)變流模塊進(jìn)行故障檢測(cè)、監(jiān)控、濾波，并接收牽引逆變器的反饋電流。直流回路單元的位置位于所述整流單元與逆變器之間，其具體結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)為多種形式，并不唯一。本實(shí)施例中所述直流回路單元具體包括一個(gè)接地檢測(cè)子單元、一個(gè)濾波電容和一個(gè)電壓傳感器；所述接地檢測(cè)子單元結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)串聯(lián)的接地電阻，用于檢測(cè)變流模塊電路中是否出現(xiàn)故障導(dǎo)致電壓失衡；所述濾波電容對(duì)直流電起到濾波的作用；所述電壓傳感器用于監(jiān)測(cè)電路中的電壓情況。制動(dòng)電阻，用于將所述牽引逆變器的反饋電流以熱能的形式消耗。當(dāng)軌道車(chē)輛處于制動(dòng)狀態(tài)，則牽引逆變器不再為牽引電動(dòng)機(jī)輸出交流電以提供牽引力。所以在這一過(guò)程中牽引逆變器中一部分電流會(huì)發(fā)生回流。這一部分回流的電能即進(jìn)入制動(dòng)電阻當(dāng)中，制動(dòng)電阻以熱能的形式將這部分電能進(jìn)行消耗。勵(lì)磁模塊，用于接收主發(fā)電機(jī)輸出的交流電并轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流，將勵(lì)磁電流輸出至主發(fā)電機(jī)；通過(guò)所述勵(lì)磁電流控制主發(fā)電機(jī)的輸出功率。本實(shí)施例中，所述勵(lì)磁模塊可以藕接輔助逆變器，接收輔助逆變器輸出的交流電并將其轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流；或所述勵(lì)磁模塊藕接主發(fā)電機(jī)，將主發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流。本實(shí)施例中，由于主發(fā)電機(jī)采取自勵(lì)的勵(lì)磁模式，在啟動(dòng)之初勵(lì)磁模塊并不能夠立刻向主發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，所以本發(fā)明還涉及關(guān)于主發(fā)電機(jī)變頻機(jī)動(dòng)的相關(guān)技術(shù)方案。為此，本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括:第三輔助逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合充電機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至充電機(jī)。充電機(jī),用于將第三輔助逆變器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電為蓄電池充電。蓄電池，用于存儲(chǔ)電能，并在所述主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)過(guò)程中釋放電能。在主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)的過(guò)程中，蓄電池向主發(fā)電機(jī)提供啟動(dòng)所需的電能，直到主發(fā)電機(jī)完成變頻啟動(dòng)。而所述第三輔助逆變器與充電機(jī)均為向蓄電池充電的必要組件。所述蓄電池藕接所述直流回路單元及牽引逆變器；則在主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)的過(guò)程中，所述蓄電池通過(guò)直流回路單元及牽弓I逆變器向主發(fā)電機(jī)供電，使主發(fā)電機(jī)完成變頻啟動(dòng)。另外，本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括以下的優(yōu)選方案:本實(shí)施例中，所述第一輔助逆變器、第二輔助逆變器和第三輔助逆變器互為冗余。如圖2所示電路中，三個(gè)輔助逆變器采用互為冗余的設(shè)置，以便當(dāng)某一輔助逆變器故障時(shí)，其他兩個(gè)輔助逆變器得以暫時(shí)取代故障的輔助逆變器工作，避免系統(tǒng)的正常運(yùn)行收到影響。本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還可以包括:標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器，藕接所述充電機(jī)，用于將所述充電機(jī)輸出的直流電轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)民用電。所述標(biāo)準(zhǔn)民用電，在我國(guó)即220V交流電。標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器輸出標(biāo)準(zhǔn)民用電即可向車(chē)輛中的空調(diào)系統(tǒng)供電，或向乘客提供生活用電。列供單元，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合特定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至車(chē)輛的照明系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。所述列供單元在系統(tǒng)中的設(shè)置方式基本上與第一輔助逆變器或第二輔助逆變器類似。所述照明系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)一般設(shè)置在客運(yùn)車(chē)輛中，而在貨運(yùn)車(chē)輛上設(shè)置列供單元，即可匹配的設(shè)置照明系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了貨運(yùn)車(chē)輛與客運(yùn)車(chē)輛的通用?？刂颇K，用于發(fā)送控制指令，以控制系統(tǒng)其它各部分的運(yùn)行?？刂颇K可以基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)所述控制模塊來(lái)對(duì)本發(fā)明所述系統(tǒng)進(jìn)行更加精確的控制。另外，本實(shí)施例中所述主發(fā)電機(jī)可以采用雙繞組電機(jī)，每個(gè)繞組向一個(gè)變流模塊輸出交流電。從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的兩個(gè)轉(zhuǎn)向架各自單獨(dú)控制。針對(duì)功率需求大的具體應(yīng)用環(huán)境，雙繞組電機(jī)可充分的滿足其功率需求。在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，本實(shí)施例進(jìn)一步存在的有益效果是:本實(shí)施例中所述系統(tǒng)技術(shù)方案更加完整，公開(kāi)更加充分，安全性、穩(wěn)定性和適用性都存在明顯的提升；所述三個(gè)輔助逆變器的設(shè)置，即實(shí)現(xiàn)了對(duì)于全部輔助組件及蓄電池的供電，盡可能的減少了逆變器的數(shù)量，更便于列車(chē)空間的布置。下面將結(jié)合圖2所示實(shí)施例中所述系統(tǒng)，對(duì)于軌道車(chē)輛正常行駛、變頻啟動(dòng)及制動(dòng)三種行駛狀態(tài)下，所述交流電傳動(dòng)系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行具體的描述。參見(jiàn)圖3所示，為軌道車(chē)輛正常行駛狀態(tài)下，本發(fā)明所述系統(tǒng)的工作流程示意圖。在車(chē)輛正常行駛的狀態(tài)下，主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電并輸出至整流單元，由整流單元將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并經(jīng)過(guò)直流回路單元將直流電輸出至各逆變器；其中牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)換后為牽引電動(dòng)機(jī)供電，輔助逆變器將直流電轉(zhuǎn)換后向輔助組件供電，并且輔助轉(zhuǎn)換器還將需向勵(lì)磁模塊供電并為蓄電池充電。參見(jiàn)圖4所示為軌道車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中所述系統(tǒng)工作流程的示意圖。制動(dòng)過(guò)程相比正常行駛過(guò)程，輔助逆變器的工作狀態(tài)不發(fā)生改變，區(qū)別在于制動(dòng)過(guò)程中牽引逆變器不再向牽引發(fā)電機(jī)提供電能，而是將過(guò)剩的電能導(dǎo)入制動(dòng)電阻，使制動(dòng)電阻以熱能的形式將過(guò)剩的電能消耗。參見(jiàn)圖5所示，為軌道車(chē)輛變頻啟動(dòng)過(guò)程中，所述系統(tǒng)工作流程的示意圖。在變頻啟動(dòng)的過(guò)程中，蓄電池通過(guò)藕接直流回路模塊輸出直流電，并借助所述牽引逆變器進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，最終輸出交流電為主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，帶動(dòng)主發(fā)電機(jī)完成變頻啟動(dòng)的過(guò)程。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種交流電傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下: 主發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電并輸出； 變流模塊，用于對(duì)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行變流處理；將處理后得到的符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；將處理后得到的符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至輔助組件； 勵(lì)磁模塊，用于接收主發(fā)電機(jī)輸出的交流電并轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流，將勵(lì)磁電流輸出至主發(fā)電機(jī)；通過(guò)所述勵(lì)磁電流控制主發(fā)電機(jī)的輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述變流模塊具體包括: 整流單元，用于主發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電； 牽引逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至牽引電動(dòng)機(jī)； 輔助逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至輔助組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括兩個(gè)并聯(lián)的變流模塊，分別為第一變流模塊和第二變流模塊，每個(gè)變流模塊為一個(gè)轉(zhuǎn)向架的多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)供電，則所述牽引逆變器的數(shù)量為等于一個(gè)轉(zhuǎn)向架中牽引電動(dòng)機(jī)的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述變流模塊還包括: 接觸開(kāi)關(guān)，用于在故障時(shí)斷開(kāi)，將該變流模塊隔離； 直流回路單元，用于對(duì)變流模塊進(jìn)行故障檢測(cè)、監(jiān)控、濾波，并接收牽引逆變器的反饋電流； 制動(dòng)電阻，用于將所述牽引逆變器的反饋電流以熱能的形式消耗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助組件具體包括: 冷卻風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、主發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)、制動(dòng)電阻風(fēng)機(jī)、排塵風(fēng)扇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)，其特征在于，所述第一變流模塊包括的輔助逆變器為第一輔助逆變器，第二變流模塊包括的輔助逆變器為第二輔助逆變器，具體的； 第一輔助逆變器向冷卻風(fēng)機(jī)輸出交流電； 第二輔助逆變器向空壓機(jī)、主發(fā)電機(jī)風(fēng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)、制動(dòng)電阻風(fēng)機(jī)和排塵風(fēng)扇輸出交流電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 第三輔助逆變器，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合充電機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至充電機(jī)； 充電機(jī)，用于將第三輔助逆變器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電為蓄電池充電； 蓄電池，用于存儲(chǔ)電能，并在所述主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)過(guò)程中釋放電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池藕接所述直流回路單元及牽引逆變器；則在主發(fā)電機(jī)變頻啟動(dòng)的過(guò)程中，所述蓄電池通過(guò)直流回路單元及牽引逆變器向主發(fā)電機(jī)供電，使主發(fā)電機(jī)完成變頻啟動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輔助逆變器、第二輔助逆變器和第三輔助逆變器互為冗余。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器，藕接所述充電機(jī)，用于將所述充電機(jī)輸出的直流電轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)民用電。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述主發(fā)電機(jī)具體為雙繞組電機(jī)，每個(gè)繞組向一個(gè)變流模塊輸出交流電。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于: 所述勵(lì)磁模塊藕接輔助逆變器，或所述勵(lì)磁模塊藕接主發(fā)電機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述變流模塊還包括: 列供單元，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換為符合特定標(biāo)準(zhǔn)的交流電，并輸出至車(chē)輛的照明系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)好包括: 控制模塊，用于 發(fā)送控制指令，以控制系統(tǒng)其它各部分的運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種交流電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下主發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電并輸出；變流模塊，用于對(duì)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行變流處理；將處理后得到的符合牽引電動(dòng)機(jī)額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至牽引電動(dòng)機(jī)；將處理后得到的符合輔助組件額定標(biāo)準(zhǔn)的交流電輸出至輔助組件；勵(lì)磁模塊，用于接收主發(fā)電機(jī)輸出的交流電并轉(zhuǎn)換為勵(lì)磁電流，將勵(lì)磁電流輸出至主發(fā)電機(jī)；通過(guò)所述勵(lì)磁電流控制主發(fā)電機(jī)的輸出功率。
文檔編號(hào)B60L11/02GK103158566SQ201310085669
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者何良, 饒沛南, 張義 申請(qǐng)人:株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司