一種1000kW功率等級純電動交流傳動調車機車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軌道交通領域,特別是一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車。
【背景技術】
[0002]目前,國內鐵路站、場承擔調車任務的內燃機車(調車內燃機車)以及在鋼鐵、石化、煤炭、電廠、港口、碼頭等工礦企業內部承擔鐵路運輸任務的內燃機車(工礦內燃機車)的工作特點是:
1)機車換向、起動、加速、制動頻繁;
2)機車負荷變化頻繁;
3)柴油機滿負荷工作時間只占10%;
4)約50%的工作時間處于空載;
5)柴油機在整個工作期間的平均使用功率只有額定功率的1/3?1/2。
[0003]由于以上的工作特點,造成調車機車普遍存在的問題:
1)柴油機動力潛能得不到充分發揮;
2)柴油的空載油耗浪費比較嚴重;
3)柴油機負荷頻繁變化造成柴油燃燒不充分、冒黑煙,油耗高,廢氣中炭化物含量高,對環境污染嚴重。
[0004]可見,傳統工礦調車機車存在諸多的問題,影響經濟發展與人們的正常生活,所以能夠開發一款,無污染,無噪音,O排放,無機械反應時間,可短時輸出高能量的機車非常的意義深遠。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于:克服現有技術的缺陷,提出一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車既能夠滿足使用需求,又不會造成資源浪費,而且可以擺脫傳統動力的束縛,機車運行所需能量完全由動力電池提供,達到O排放的環保程度,電力驅動還具有無機械反應時間,可短時輸出高能量,機車加速性能極高的特點,并且維護簡單,只需用工業用吸塵器對粉塵進行清理。
[0006]本發明采用的技術方案如下:一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車上下分為機車主體和下部結構,所述機車主體從右至左包括:輔助室、第一蓄電池室、電氣室、第二蓄電池室、司機室和后機室,所述下部結構包括兩個轉向架和設于兩個轉向架中部的輔助變流柜和車載充電變壓器,所述機車主體通過旁承座在兩個轉向架上,轉向架上設有輪對,所述輪對的動力通過牽引電動機提供,所述牽引電動機輸出軸通過牽引齒輪驅動輪對實現動力傳遞,所述牽引電動機通過第一蓄電池室和/或第二蓄電池室提供的電能驅動,這樣的設置將機車的動力來源變成通過蓄電池向牽引變流器供電,牽引變流器再將逆變后的交流電供給牽引電機,從而帶動輪對運動的模式,而且電池釋放的能量范圍在500-1200kW/h,可以根據不同用戶的需要選擇放電模式,從而可以更加的經濟適用。
[0007]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述第一蓄電池室內裝備的是600AH720V動力電池;所述第二蓄電室內安裝有600AH720V動力電池組。兩個獨立的蓄電池模塊既可以單獨向機車提供所需能量,也可共同向機車提供所需能量,增強了機車的工況適應性和運用的靈活性。
[0008]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述電氣室內設有通風機,牽引變流器和氣閥柜,這樣的設置可以對電氣室內的溫度進行冷卻,以及可以將蓄電池在直流與交流之間變換從而提供更好的環境。
[0009]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述第一蓄電池室和第二蓄電池室各設有4個電池冷卻風機,這樣的設置可以保證蓄電室在高溫環境下正常工作,同時風機通風量采用冗余設計,即便有個別風機故障,也可滿足動力電池在高溫環境下持續放電的冷卻需要,極大的提高了機車的性能穩定性。
[0010]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述牽引電動機為三相異步牽引電動機,提高了機車的黏著利用率,與同功率等級的液力傳動和直流傳動機車相比,牽引性能大幅提升,維護成本大幅降低。
[0011 ]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述牽引電動機的數量為四個,每一牽引電動機驅動一個輪對,這樣的使各輪對的動作不會互相影響,當某個電機出現故障時可方便切除,降低故障帶來的影響,提高了機車整體性能的穩定性。
[0012]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車主體上設有停放制動裝置,這樣的設置使機車停車時更加的可靠,不會發生滑動,從而引發安全事故。
[0013]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車主體兩側均設有地面充電接口,方便使用者對于地面充電設施的安裝。
[0014]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車具有制動能量回收功能,可大幅降低機車能耗和頻繁制動導致的輪緣磨耗。
[0015]本發明的一種IOOOkW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車動力電池和控制蓄電池均可采用同一個固定地面充電裝置進行能量補充,降低了使用者的地面設備采購成本。
[0016]本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車采用了共用變流模塊的地面充電技術。地面充電裝置輸出高壓交流電,通過車載充電變壓器降低電壓后輸入至牽引變流器,通過反響逆變和整流成可供動力電池充電的直流電。這一設計大幅降低了機車采購成本。
[0017]由于采用了上述的技術方案,本發明的有益效果是:克服現有技術的缺陷,提出一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車既能夠滿足使用需求,又不會造成資源浪費,而且可以擺脫傳統動力的束縛,機車運行所需能量完全由動力電池提供,達到O排放的環保程度,電力驅動還具有無機械反應時間,可短時輸出高能量,機車加速性能極高的特點,并且維護簡單,只需用工業用吸塵器對粉塵進行清理。
【附圖說明】
[0018]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,并不構成對本發明的不當限定。
[0019]圖1是本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車的主視圖;
圖2是本發明的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車的俯視圖;
圖中標記
1-機車主體、2-下部結構、3-輔助室、4-第一蓄電池室、5-電氣室、6-第二蓄電池室、7-司機室、8-轉向架、9-輔助變流柜、I O-輪對、11 -牽引電動機、12-停放制動裝置、13-電池冷卻風機、14-牽引變流器。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖,對本發明作詳細的說明。
[0021]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
[0022]如圖1-2所示為本發明一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車的實施例,一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,所述機車上下分為機車主體I和下部結構2,所述機車主體從右至左包括:輔助室3、第一蓄電池室4、電氣室5、第二蓄電池室6、司機室7和后機室,所述下部結構2包括兩個轉向架8和設于兩個轉向架中部的輔助變流柜9和車載充電變壓器(置于箱內,圖中未示),所述機車主體I通過旁承座在兩個轉向8架上,轉向架8上設有輪對10,所述輪對10的動力通過牽引電動機11提供,所述牽引電動機11輸出軸通過牽引齒輪驅動輪對10實現動力傳遞,所述牽引電動機11通過第一蓄電池室和/或第二蓄電池室提供的電能經變流器逆變后驅動,而且電池的能量范圍在500-1200KW,可以根據不同用戶的需要選擇,從而可以更加的經濟適用。所述電氣室內設有通風機,牽引變流器14和氣閥柜,這樣的設置可以對電氣室內的溫度進行冷卻,以及可以將蓄電池在直流與交流之間變換從而提供更好的動力,所述第一蓄電室和第二蓄電室內設有電池冷卻風機13,這樣的設置可以保證蓄電室的溫度不致過高,保證蓄電室的正常運行,為機車的安全平穩運行提供條件,所述牽引電動機11為三相異步牽引電動機,這樣的動力更加的平穩,使機車在運行過程更加的可靠,所述牽引電動機的數量為四個,每一牽引電動機驅動一個輪對,這樣的使各輪對的動作不會互相影響,而且動力更加的穩定,且故障檢修更加的便捷,所述機車主體上設有停放制動裝置14,這樣的設置使機車停車時更加的可靠,不會發生滑動,從而引發安全事故。
[0023]機車能量傳輸過程:
1.主牽引系統
該機車主傳動系統采用直一交傳動方式。主傳動系統由動力蓄電池、牽引變流柜、牽引電機等幾個大部件組成。
[0024]機車牽引工況:動力蓄電池發出直流電,再逆變成變壓變頻的交流電分別供電給4臺三相異步牽引電動機,牽引電動機輸出軸通過牽引齒輪驅動輪對旋轉。系統直流電壓為630-800V,IGBT變流元件采用強迫風冷方式,電機控制采用直接力矩軸控方式。
[0025]機車處于制動能量回收工況:DCU通過牽引電機定子制動電流反饋信號與基準信號的比較來控制電制動力。第二、三模塊制動支路與動力蓄電池正極連接,用于牽引工況下控制主發輸出對蓄電池充電或制動時的能量回收。第一、第四模塊制動支路與斬波電阻連接用于吸收中間環節的高壓。
[0026]外電源通過變流器整流模塊整流后由牽引變流模塊的制動支路控制動力蓄電池的充電電流。
[0027]2.輔助供電系統
機車輔助系統包括直流供電系統和輔助交流系統。
[0028]0(:/^(:模塊1、2將主電路中間直流00 630-800V轉換為O?92.3HZ、0?480V的可調頻調壓的三相交流電分別給牽引通風機電機、空氣壓縮機供電;DC/AC模塊3主電路中間直流DC 630-800V轉換為AC380V,50Hz定頻交流電給空調機組、車體通風機、電加熱器等負載供電,同時AC/DC電源模塊將AC380V,50Hz交流電轉換為DCl 1V直流電提供給機車控制、照明電路和I1V蓄電池充電。
[0029]本發明的有益效果:克服現有技術的缺陷,提出一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車既能夠滿足使用需求,又不會造成資源浪費,而且可以擺脫傳統動力的束縛,機車運行所需能量完全由動力電池提供,達到O排放的環保程度,電力驅動還具有無機械反應時間,可短時輸出高能量,機車加速性能極高的特點,并且維護簡單,只需用工業用吸塵器對粉塵進行清理。
[0030]以上所述僅為發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于:所述機車上下分為機車主體和下部結構,所述機車主體從右至左包括:輔助室、第一蓄電池室、電氣室、第二蓄電池室、司機室和后機室,所述下部結構包括兩個轉向架和設于兩個轉向架中部的輔助變流柜和車載充電變壓器,所述機車主體通過旁承座在兩個轉向架上,轉向架上設有輪對,所述輪對的動力通過牽引電動機提供,所述牽引電動機輸出軸通過牽引齒輪驅動輪對實現動力傳遞,所述牽引電動機通過第一蓄電池室和/或第二蓄電池室提供的電能驅動。2.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述第一蓄電池室內裝備的是600AH720V動力電池。3.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述第二蓄電池室內安裝有600AH720V動力電池組、11OV控制蓄電池組。4.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述電氣室內設有通風機,牽引變流器和氣閥柜。5.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述司機室設有主操縱臺。6.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述第一蓄電室和第二蓄電室內設有電池冷卻風機。7.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述牽引電動機為三相異步牽引電動機。8.根據權利要求7所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述牽引電動機的數量為四個,每一牽引電動機驅動一個輪對。9.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述機車主體上設有停放制動裝置。10.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述機車主體兩側均設有地面充電接口。11.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述機車具有制動能量回收功能。12.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述機車動力電池和控制蓄電池均可采用同一個固定地面充電裝置進行能量補充。13.根據權利要求1所述的一種100kW功率等級純電動交流傳動調車機車,其特征在于,所述機車采用了共用變流模塊的地面充電技術。
【專利摘要】本發明公開了一種1000kW功率等級純電動交流傳動調車機車,涉及軌道交通領域。所述機車上下分為機車主體和下部結構,所述機車主體從右至左包括:輔助室、第一蓄電池室、電氣室、第二蓄電池室、司機室和后機室,所述下部結構包括兩個轉向架和設于兩個轉向架中部的輔助變流柜和車載充電變壓器,所述機車主體通過旁承座在兩個轉向架上,轉向架上設有輪對,所述輪對的動力通過牽引電動機提供,所述牽引電動機輸出軸通過牽引齒輪驅動輪對實現動力傳遞,所述牽引電動機通過第一蓄電池室和/或第二蓄電池室提供的電能驅動,達到0排放的環保程度,電力驅動還具有無機械反應時間,可短時輸出高能量,機車加速性能極高的特點。
【IPC分類】B61C3/02, B61D15/00
【公開號】CN105711606
【申請號】CN201610238546
【發明人】任聰, 白春林, 白永平, 劉順國, 孟玉發, 王平華
【申請人】中車資陽機車有限公司