一種混合動力機車的輔助變流系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及混合動力機車技術領域，尤其涉及一種混合動力機車的輔助變流系統。
【背景技術】
[0002]輔助變流器是交流輔助內燃機車的核心部件之一，將輔助發電機輸出交流電壓轉換為負載所需幅值與頻率的三相交流電壓，負責根據機車工況對輔助負載系統進行供電管理，包括:
[0003]I)柴油機冷卻風機為柴油機高溫水、中冷水提供風冷散熱，通常必須由輔助變流器獨立配置一個變流模塊進行供電管理，輔助變流器根據柴油機高溫水、中冷水溫度實時調節冷卻風扇電機的工作電壓幅值和頻率，從而調節冷卻風機轉速，使冷卻水溫度保持在柴油機最佳工作效率點，達到節能目的；
[0004]2)牽引通風機為牽引電機提供風冷散熱，輔助變流器根據牽引電機平均電流或者牽引變流器冷卻水溫實時調節牽引通風機電機的工作電壓幅值和頻率，從而調節通風機轉速，達到節能目的；
[0005]3)空氣壓縮機是機車制動系統的關鍵設備，負責將空氣壓縮到機車的總風缸中，用于實現機車空氣制動功能；
[0006]4)空調機組、干燥器、除塵風機、車體通風機、生活用電等負載為AC380V/50HZ或AC220V/50Hz正弦電壓供電。
[0007]目前的內燃機車輔助變流系統中，輔助變流器通常是由機車配置一臺交流輔助發電機進行獨立供電，輔助發電機按照固定U/f曲線進行輸出，輸出電壓范圍一般為AC180V?AC480V。但輔助變流器直接采用輔助發電機供電時，一方面電壓變化會使得輔助變流器的逆變控制變得較為困難，尤其是在輔助變流器高負荷運行時，機車級位的突然變化會使輔助發電機輸出電壓在2S?3S時間內產生AC50V左右的變化，從而會造成輔助變流器輸出不穩定，影響供電質量，且容易導致故障的發生；另一方面，采用輔助發電機直接供電時輔助變流器必須執行軟啟動，因而主電路通常需要設置預充電電路，如圖1所示，輔助變流器的主電路中設置包括1KM2和R1-R3組成的預充電電路、輸入接觸器IKMl以及輸入電抗器1L1，因而成本高且所需占用的安裝空間大。
[0008]混合動力機車是一種采用燃油、蓄電池雙動力源的機車，采用與傳統單一動力源的內燃機車不同的供電制式；傳統內燃機車交流傳動系統中，機車電傳動系統是由發電機提供三相交流電源，而混合動力機車主傳動系統則有兩種供電制式:一是通過發電機提供三相交流電源，二是通過蓄電池提供直流電源，機車可以通過該兩種電源都可以進行牽引制動，另外當機車在純柴油機工況下還可以通過主變流柜斬波為蓄電池組進行充電，有效提升機車節油環保性能。如上所述，目前的內燃機車輔助系統一般是由輔助發電機獨立提供三相交流電源，而混合動力機車則取消了輔助發電機，輔助系統由主變單獨設置一個變流模塊供電。由于機車蓄電池機組容量達到1000kW，工作時產生熱量較大，且電池為溫度敏感器件，因此輔助變流器除為機車輔助負載系統供電外，還需為蓄電池組冷卻風扇供電，保證蓄電池組工作在最佳性能點，同時需要能夠滿足節能、高效的要求，因而目前單動力源內燃機車輔助變流系統不適合直接應用于混合動力機車中。混合動力機車作為新型動力源機車，針對于輔助變流系統的研究還較少，目前急需提供一種適用于混合動力機車，且供電性能以及可靠性高的輔助變流系統。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型要解決的技術問題就在于:針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、成本低廉、能夠適用于混合動力機車，且供電質量以及可靠性高的混合動力機車的輔助變流系統。
[0010]為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為:
[0011]—種混合動力機車的輔助變流系統，包括用于為負載提供電源的輔助變流器，其特征在于:還包括與所述輔助變流器的輸入端連接的輔助電源供電電路，所述輔助電源供電電路包括相互連接的牽引變流器以及降壓濾波單元，所述牽引變流器接入輔助發電機輸出的初始交流電源或蓄電池輸出的輸出初始直流電流進行變換，經過所述降壓濾波單元后輸出穩定的所需交流電源給所述輔助變流器供電。
[0012]作為本實用新型的進一步改進:所述輔助電源供電電路還包括故障監測單元，所述故障監測單元包括電壓電流傳感器以及輸出接觸器KM1，所述電壓電流傳感器的一端連接所述牽引變流器的輸出端，另一端通過所述輸出接觸器KMl連接降壓濾波單元。
[0013]作為本實用新型的進一步改進:所述降壓濾波單元包括三相降壓變壓器Tl以及輸出濾波電路，所述三相降壓變壓器Tl的一端連接所述牽引變流器，另一端通過所述輸出濾波電路連接所述輔助變流器。
[0014]作為本實用新型的進一步改進:所述輸出濾波電路包括第一電容Cl、第二電容C2以及第三電容C3，所述第一電容Cl、第二電容C2以及第三電容C3分別連接在所述三相降壓變壓器Tl的三相輸出端中每兩相輸出端之間。
[0015]作為本實用新型的進一步改進:所述牽引變流器、所述輔助變流器均包括主電路部分以及控制系統部分，所述主電路部分均包括依次連接的整流單元、中間直流電路以及逆變單元。
[0016]作為本實用新型的進一步改進:所述輔助變流器、輔助電源供電電路中所述主電路部分與控制系統部分分置于一柜體的正面不同腔體中。
[0017]作為本實用新型的進一步改進:還包括用于管理機車蓄電池以及為部分直流負載供電的充電機模塊。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:
[0019]I)本實用新型混合動力機車輔助變流系統，通過輔助電源供電電路對輔助發電機輸出的交流電源進行變換處理，輸出穩定的交流電源給輔助變流器供電，輔助電源供電電路采用牽引變流器能夠提供完善的輸出電壓、電流保護以及閉環調節功能，能夠為輔助變流器提供高品質的電源電壓、輸入端保護等，因而供電質量以及可靠性高；
[0020]2)本實用新型混合動力機車輔助變流系統，通過采用牽引變流器進行軟啟動，因而輔助變流器的主電路中無需設置預充電電路、控制預充電電路的接觸器以及輸出濾波器等，能夠有效降低電路成本，同時減少所需安裝空間，提高了系統的集成度；
[0021]3)本實用新型混合動力機車輔助變流系統中輔助電源供電電路進一步還包括故障監測單元，通過電壓電流傳感器檢測牽引變流器的輸出電流、輸出電壓，并在檢測到輸出電流或輸出電壓故障時，控制斷開輸出接觸器KMl以切除后級電路，有效防止了故障進一步擴展，從而進一步提高了系統的安全可靠性能；
[0022]4)本實用新型將控制系統與主電路分置于獨立腔體中、變壓器與濾波器等感性器件單獨安裝在柜體背面的密閉腔體中，因而能夠從物理上對控制系統進行隔離防護，以及提升了系統的電磁兼容性能，從而進一步提高了系統的穩定性。
【附圖說明】
[0023]圖1是傳統的內燃機車輔助變流器的主電路結構示意圖。
[0024]圖2是本實施例中輔助變流器的主電路結構示意圖。
[0025]圖3是本實施例混合機車動力機車的輔助變流系統的結構示意圖。
[0026]圖例說明:1、輔助變流器；2、輔助電源供電電路；21、牽引變流器；22、降壓濾波單元；221、輸出濾波電路；23、故障監測單元。
【具體實施方式】
[0027]以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本實用新型作進一步描述，但并不因此而限制本實用新型的保護范圍。
[0028]如圖2、3所示，本實施例混合動力機車的輔助變流系統，包括用于為負載提供電源的輔助變流器1，還包