CN103095201A - 内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，内燃机车辅助发电机输出的三相电由输入端输入给内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置输出端与控制器的1端连接，控制器的2端与机车蓄电池连接，包括全桥整流电路，中间直流回路，斩波功率开关模块，控制板，吸收回路，和续流二极管。本发明优点：辅助发电机电压控制效果好，精度高。辅助发电机励磁控制装置对辅助发电机输出三相电进行全桥整流，对辅助发电机电压的影响小，波形系数高；斩波管可以工作在较高频率条件下，系统响应快，对辅助发电机电压调节精度高。
Description
技术领域
本发明属于电力电子装置，具体涉及一种内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置。
背景技术
目前我国铁路内燃机车辅助系统采用交流传动，由机车交流辅助发电机提供电源。辅助发电机采用交流同步发电机，辅助发电机与机车柴油机同步旋转，控制辅助发电机励磁，使得辅助发电机输出保持U/f恒定特性。
目前我国辅助发电机励磁主要有2种方式，相控整流励磁方式和固定励磁方式：
1）相控整流励磁方式
辅发输出的三相交流电经三相相控整流，形成脉动的直流电给辅发励磁绕组提供电源。而相控整流输出直流脉动大将影响到辅发三相交流电压波形系数品质变差，同时也涉及到辅发励磁绕组的绝缘寿命。
2）固定励磁方式
固定励磁方式是将机车交流辅助发电机的输出电压特性做得相对软一些，一般采用机车蓄电池充电机输出的机车控制电直接给辅助发电机励磁绕组供电。辅助发电机固定励磁，使得辅助发电机输出电压不是闭环控制，尤其在负载不同时，辅发输出电压值会不同，使得辅助发电机输出在一定程度上偏离U/f恒定特性，对辅助系统电机工作不利。
发明内容
本发明是针对以上缺点提出一种对辅助发电机电压控制效果好，精度高，响应快的装置。
本发明的技术方案是，一种内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，
内燃机车辅助发电机发出的三相交流电通过输入端输入给内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置输出端与控制器的1端连接，控制器的2端与机车蓄电池连接，还具有以下结构：对内燃机车辅助发电机发出的变频变压三相交流电进行整流的全桥整流电路；对上述经整流后的脉动直流电进行滤波的中间直流回路，滤波后形成稳定的直流电；对上述稳定直流电流进行定频调宽斩波的斩波功率开关模块；与斩波功率开关模块连接的，用于导通上述斩波功率开关模块中功率开关器件的控制板；用于吸收上述斩波功率开关模块中功率开关器件导通和关闭过程中产生的过电压的吸收回路，与斩波功率开关模块并联；在上述斩波功率开关模块中功率器件闭合时，为辅助发电机励磁绕组电流提供续流回路的续流二极管。
本发明优点：技术成熟可靠，辅助发电机电压控制效果好，精度高。辅助发电机励磁装置对辅助发电机输出三相交流电进行全桥整流，与相控整流对比，本发明装置对辅助发电机电压的影响小，波形系数高；斩波功率开关模块可以工作在较高频率条件下，系统响应快，对辅助发电机电压调节精度高，使得辅助发电机输出可以始终保持U/f恒定特性，极大优化了辅助系统电机工作条件；同时具有故障励磁功能，提高机车的可靠性。
附图说明
图1为内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置结构示意图。
图2为内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置电路图。
图中标记为：D1-整流二极管，D10-续流二极管，D11-斩波二极管，101-控制板，Q1-功率开关器件，C1-电容，R1-电阻，LC1-辅助发电机励磁绕组，QL1-控制器，1-控制器QL1的1端，2-控制器QL1的2端，E-机车蓄电池。
具体实施方式
下面将结合附图进一步对内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置进行说明。
这种内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，由全桥整流电路，中间直流回路，斩波功率开关模块，控制板，吸收回路和续流二极管D10组成。内燃机车辅助发电机发出的三相电由输入端辅助发电机励磁控制装置，内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置输出端与控制器的1端1连接，控制器的2端2与机车蓄电池E连接，全桥整流电路对内燃机车辅助发电机发出的变频变压三相交流电进行整流，采用三相桥式全桥整流电路，由6个整流二极管D1（或二极管模块）组成；中间直流回路对上述经整流后的脉动直流电进行滤波的，滤波后形成稳定的直流电，中间直流回路由滤波器C1组成；斩波功率开关模块对上述稳定直流电流进行定频调宽斩波的，由功率开关器件Q1和斩波二极管D10并联组成；控制板101与斩波功率开关模块连接，用于控制上述斩波功率开关模块中功率器件Q1的开关，控制板由单片机和I/O单元电路组成；吸收回路与斩波功率开关模块并联，用于吸收上述斩波功率开关模块中功率器件Q1开关过程中产生的过电压；在上述斩波功率开关模块中功率器件Q1闭合时，续流二极管D10为辅发励磁绕组电流提供续流回路。控制器QL1和辅助发电机励磁绕组串联后与续流二极管D10并联，控制器QL1有1端和2端，续流二极管的输出端与控制器QL1的1端1连接，续流二极管D10的输入端与辅助发电机励磁绕组连接。蓄电池E的正极与控制器的2端连接，负极与辅助发电机励磁绕组LC1的与续流二极管D10输入端连接的一端连接。
控制器QL1可由辅发励磁装置控制，完成辅发的起励和故障励磁功能。在辅助发电机发电前，控制器QL1打到控制器QL1的2端2，使得机车蓄电池E电压直接加到辅助发电机励磁绕组LC1上，为辅助发电机进行不控励磁，此时辅助发电机发电，其发出的三相电进入辅助发电机励磁装置经辅发励磁装置变换后，与机车蓄电池E一起给辅助发电机励磁绕组LC1供电，之后控制器QL1打到1端1，辅助发电机励磁就由辅助发电机励磁装置自己供电，完成辅助发电机起励过程。当辅助发电机励磁装置发生故障，也可将控制器QL1打到2端2，进行故障励磁，维持机车基本运行，待机车返回后维修。根据不同辅助发电机故障励磁大小的要求，蓄电池E可串联一定阻值的功率电阻进行分压限流。
Claims (8)
1.内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，内燃机车辅助发电机发出的三相交流电通过输入端输入给内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置输出端与控制器的1端连接，控制器的2端与机车蓄电池连接，其特征在于具有：
对内燃机车辅助发电机发出的变频变压三相交流电进行整流的全桥整流电路，
对上述经整流后的脉动直流电进行滤波的中间直流回路，滤波后形成稳定的直流电，
对上述稳定直流电流进行定频调宽斩波的斩波功率开关模块，
与斩波功率开关模块连接的，用于导通上述斩波功率开关模块中功率开关器件的控制板，
用于吸收上述斩波功率开关模块中功率开关器件导通和关闭过程中产生的过电压的吸收回路，与斩波功率开关模块并联，
在上述斩波功率开关模块中功率器件闭合时，为辅助发电机励磁绕组电流提供续流回路的续流二极管。
2.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：全桥整流电路采用三相桥式全桥整流电路，由6个整流二极管（或二极管模块）组成。
3.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：中间直流回路由滤波器组成。
4.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：斩波功率开关模块由功率开关器件和斩波二极管并联组成。
5.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：吸收回路由电容和电阻串联组成。
6.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：控制板由单片机和I/O单元电路组成。
7.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：控制器和辅助发电机励磁绕组串联后与续流二极管并联，续流二极管的输出端与控制器的1端连接，续流二极管的输入端与辅助发电机励磁绕组连接。
8.根据权利要求1所述的内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置，其特征在于：机车蓄电池的正极与控制器的2端连接，负极与辅助发电机励磁绕组的与续流二极管输入端连接的一端连接。
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