CN110001672A - 一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，属于机车轨道交通领域，这种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，包括交流辅助发电机、辅交控制器、整流模块、冷却风扇模块、牵引通风机模块和供电逆变器；交流辅助发电机通过整流模块整流后向供电逆变器供电；整流模块与辅交控制器电连接传输控制电信号；辅交控制器与供电逆变器连接传输控制电信号；供电逆变器用于将输出电调整为415V、50Hz的交流电后向动车组列车供电；整流模块还分别与冷却风扇模块和牵引通风机模块电连接，向冷却风扇模块和牵引通风机模块供电。这种供电系统经济性强，噪音污染小，更加环保，可靠性高，供电方式灵活。

Description

一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统

技术领域

本发明涉及机车轨道交通领域，具体而言，涉及一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统。

背景技术

国内动力集中式内燃动车组采用小柴油机发电机组进行列车供电，而用交流辅助发电机进行列车供电，柴油机转速至少在1650rpm以上或恒定在1800rpm。其供电都是作为小柴油机发电机组故障时的应急故障供电，属于故障工况下的应急使用，不能满足动车组的牵引性能与电阻制动性能，且噪音高，经济性差。

另一种采用双绕组交流辅助发电机的供电方案，在列车供电时，柴油机转速在1200rpm～1800rpm，一组绕组发出320～480V的三相交流电为交流辅助传动系统提供动力电源，另一组绕组发出480～720V的三相交流电为动车组列车供电提供电力电源，该方案双绕组交流辅发电机相比同等容量的单绕组交流辅助发电机体积大，且双绕组交流辅助发电机运用较少，故障率高，维护相对困难等问题。

发明内容

本发明提供了一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，旨在解决现有技术中动力集中式直流内燃动车组列车供电系统存在的上述问题。

本发明是这样实现的：

一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，包括交流辅助发电机、辅交控制器、整流模块、冷却风扇模块、牵引通风机模块和供电逆变器；

所述交流辅助发电机通过所述整流模块整流后向所述供电逆变器供电；

所述整流模块与所述辅交控制器电连接传输控制电信号；

所述辅交控制器与所述供电逆变器连接传输控制电信号；

所述供电逆变器用于将输出电调整为415V、50Hz的交流电后向动车组列车供电；

所述整流模块还分别与所述冷却风扇模块和所述牵引通风机模块电连接，向所述冷却风扇模块和所述牵引通风机模块供电。

在本发明的一种实施例中，还包括司机操纵台，所述辅交控制器的与所述司机操纵台电连接。

在本发明的一种实施例中，还包括与所述司机操纵台电连接的机车微机控制装置；

所述交流辅助发电机通过柴油机提供动力，所述柴油机与所述机车微机控制装置电连接，所述辅交控制器与所述机车微机控制装置电连接。

在本发明的一种实施例中，所述冷却风扇模块包括冷却风扇逆变器和冷却风扇电机，所述冷却风扇逆变器与所述整流模块电连接，所述冷却风扇逆变器向所述冷却风扇电机供电。

在本发明的一种实施例中，所述冷却风扇逆变器用于将输出电调整为0-500V、0-87.4Hz的交流电。

在本发明的一种实施例中，所述牵引通风机模块包括牵引通风机逆变器和牵引通风机电机，所述牵引通风机逆变器与所述整流模块电连接，所述牵引通风机逆变器向所述牵引通风机电机供电。

在本发明的一种实施例中，所述牵引通风机逆变器用于将输出电调整为0-500V、0-87.4Hz的交流电。

在本发明的一种实施例中，还包括重联车，所述辅交控制器与所述重联车电连接，所述重联车与所述机车微机控制装置电连接。

本发明的有益效果是：本发明提供的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统具有如下优势：

1.经济性强。相较于独立柴油机供电机组在机车运用寿命期限内需进行的定期维护保养及更换零部件的成本，带列车供电的交流辅助传动系统在同等满足列车供电功能的前提下相对更节省成本。

2.噪音污染小，更加环保。同等供电功率的小柴油机发电机组，在距离2米处，噪音通常在95dB左右，而本发明提供的列车供电系统噪音在80dB左右，噪音污染相对较小。

3.可靠性高。相较于双绕组交流辅助发电机，单绕组交流辅助发电机运用范围广，技术相对更加可靠，成熟。

4.满足列车供电的柴油机转速范围大，从而保证了动车组即满足动车组列车供电需求的同时，也满足动车组牵引性能与电阻制动性能的需要。

5.供电方式灵活。可根据需要来灵活实现动车组列车供电功能的启用与停止，根据需要来使动车组“本务车列车供电”或“重联车列车供电”。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的电连接或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供了一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，请参阅图1，这种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统包括柴油机、交流辅助发电机、辅交控制器、整流模块、冷却风扇模块、牵引通风机模块和供电逆变器，其中，冷却风扇模块包括冷却风扇逆变器和冷却风扇电机，牵引通风机模块包括牵引通风机逆变器和牵引通风机电机。

柴油机向交流辅助发电机提供动力，使得交流辅助发电机发出三相交流电。在本实施例中，交流辅助发电机单独设置，通过加长铁芯、加密线圈等方式增加铁芯磁饱和度，从而使得柴油机转速在1250rpm时便能发出满足动车组列车供电需求的电压。

交流辅助发电机通过整流模块整流后向供电逆变器、冷却风扇逆变器和牵引通风机逆变器供电。

其中供电逆变器将整流模块传来的输出电进行逆变整流形成输出电用于向动车组列车供电。该输出电为415V、50Hz的交流电。供电逆变器通过监控供电干线电压进行闭环电压调节，保证供电系统在不同负载变化下，电压始终稳定在415V，50Hz。

冷却风扇逆变器将整流模块传来的输出电进行逆变整流形成输出电用于向冷却风扇电机供电，冷却风扇电机驱动冷却风扇对柴油机散热。该输出电为0-500V、0-87.4Hz的交流电，具体参数根据柴油机冷却水温进行调整。

牵引通风机逆变器将整流模块传来的输出电进行逆变整流形成输出电用于向牵引通风机电机供电，牵引通风机电机驱动牵引通风机对牵引电机散热。该输出电为0-500V、0-87.4Hz的交流电，具体参数根据牵引电机的电流情况进行调整。

整流模块与辅交控制器电连接传输控制电信号，辅交控制器与供电逆变器连接传输控制电信号。

辅交控制器与供电逆变器监控列车供电系统的各项参数，在异常时及时做出调整或发出警报，以确保动车组列车供电的安全。

动力集中式直流内燃动车组列车供电系统还包括司机操纵台和重联车，辅交控制器的与司机操纵台电连接，辅交控制器与重联车电连接，重联车与机车微机控制装置电连接。在连接重联车的时候司机根据需要，通过本务车的司机操纵台对动车组列车供电进行指令，辅交控制器在收到相应的指令后控制本车进行动车组列车供电与停止，实现动车组的本务车列车供电或重联车的列车供电。

动力集中式直流内燃动车组列车供电系统还包括与司机操纵台电连接的机车微机控制装置，柴油机与机车微机控制装置电连接，辅交控制器与机车微机控制装置电连接。辅交控制器在列车供电时，传送供电信号给机车微机控制装置，机车微机控制装置在收到信号后将柴油机转速控制在满足列车供电要求的转速。

本发明提供的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统具有如下优势：

1.经济性强。相较于独立柴油机供电机组在机车运用寿命期限内需进行的定期维护保养及更换零部件的成本，带列车供电的交流辅助传动系统在同等满足列车供电功能的前提下相对更节省成本。

2.噪音污染小，更加环保。同等供电功率的小柴油机发电机组，在距离2米处，噪音通常在95dB左右，而本发明提供的列车供电系统噪音在80dB左右，噪音污染相对较小。

3.可靠性高。相较于双绕组交流辅助发电机，单绕组交流辅助发电机运用范围广，技术相对更加可靠，成熟。

4.满足列车供电的柴油机转速范围大，从而保证了动车组即满足动车组列车供电需求的同时，也满足动车组牵引性能与电阻制动性能的需要。

5.供电方式灵活。可根据需要来灵活实现动车组列车供电功能的启用与停止，根据需要来使动车组“本务车列车供电”或“重联车列车供电”。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，包括交流辅助发电机、辅交控制器、整流模块、冷却风扇模块、牵引通风机模块和供电逆变器；

所述交流辅助发电机通过所述整流模块整流后向所述供电逆变器供电；

所述整流模块与所述辅交控制器电连接传输控制电信号；

所述辅交控制器与所述供电逆变器连接传输控制电信号；

所述供电逆变器用于将输出电调整为415V、50Hz的交流电后向动车组列车供电；

所述整流模块还分别与所述冷却风扇模块和所述牵引通风机模块电连接，向所述冷却风扇模块和所述牵引通风机模块供电。

2.根据权利要求1所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，还包括司机操纵台，所述辅交控制器的与所述司机操纵台电连接。

3.根据权利要求2所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，还包括与所述司机操纵台电连接的机车微机控制装置；

所述交流辅助发电机通过柴油机提供动力，所述柴油机与所述机车微机控制装置电连接，所述辅交控制器与所述机车微机控制装置电连接。

4.根据权利要求1所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，所述冷却风扇模块包括冷却风扇逆变器和冷却风扇电机，所述冷却风扇逆变器与所述整流模块电连接，所述冷却风扇逆变器向所述冷却风扇电机供电。

5.根据权利要求4所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，所述冷却风扇逆变器用于将输出电调整为0-500V、0-87.4Hz的交流电。

6.根据权利要求1所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，所述牵引通风机模块包括牵引通风机逆变器和牵引通风机电机，所述牵引通风机逆变器与所述整流模块电连接，所述牵引通风机逆变器向所述牵引通风机电机供电。

7.根据权利要求6所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，所述牵引通风机逆变器用于将输出电调整为0-500V、0-87.4Hz的交流电。

8.根据权利要求3所述的动力集中式直流内燃动车组列车供电系统，其特征在于，还包括重联车，所述辅交控制器与所述重联车电连接，所述重联车与所述机车微机控制装置电连接。