混合动力机车主传动系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合动力机车主传动系统，包括主发电机、主接触器、整流模块、动力电池组、逆变模块和牵引电机，所述主发电机通过主接触器与整流模块连接，整流模块与逆变模块连接，所述逆变模块包括一个电容和第一至第四模组，每个模组包括串联的两个模块，每个模块由并联的晶体管和二极管构成，电容和第一至第四模组并联在整流模块正负极之间，牵引电机与逆变模块中第二至第四模组连接，所述动力电池组一端与整流模块负极连接，另一端串联电感、电流互感器后连接在第一模组的两个模块之间。本发明大幅提高了机车主传动系统稳定性，动力电池组充电精确可控，为混合动力机车技术发展和大范围运用提供了坚实基础。
【专利说明】混合动力机车主传动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传动系统，特别是涉及一种混合动力机车主传动系统。
【背景技术】
[0002]如图1所示，现有混合动力机车主传动系统主要由主发电机1、主接触器2、整流模块3、动力电池组4、逆变模块5和牵引电机6组成。所述主发电机I通过主接触器2与整流模块3连接，整流模块3与逆变模块5连接，所述逆变模块5包括一个电容C和第一至第四模组，第一模组包括串联的模块17、T8，第二模组包括串联的模块Tl、T4，第三模组包括串联的模块T3、T6.第四模组包括串联的模块T5、T2，每个模块由并联的晶体管和二极管构成，电容和第一至第四模组并联在整流模块3正负极之间，牵引电机6与逆变模块5中第二至第四模组连接，动力电池组6连接在整流模块3正负极之间。在机车纯柴油机牵引工况，柴油机驱动主发电机1，由第二至第四模组工作将直流电变换成变频变压的交流电供给牵引电机6 ;在混合动力牵引工况，动力电池组4与主发电机I经整流模块3产生的中间直流环节相连接，与主发电机I发出的电在中间直流环节混合，通过控制主发电机I发出的电压来控制动力电池组4的放电电流。在制动工况，牵引电机6变为发电工况，第二至第四模组工作，将牵引电机6发出的三相电整流成直流电，通过控制中间直流环节的电压，来控制充电电流。
[0003]上述现有技术的动力电池组4直接与牵引回路的直流环节相连接，动力电池组4的充、放电电流的大小必须通过精确控制中间直流环节的电压来实现。由于柴油转速一般会在一定范围内波动，必须通过调节主发电机的励磁电流来使中间直流环节的电压维持稳定，但实际工作过程中电压不可避免的会有所波动。现在混合动力机车的动力电池组普遍采用锂电池，电池内阻很小，电压波动十几伏，动力电池组充、放电电流就会引起较大的波动，造成整个主传动系统的不稳定性。特别是牵引工况，由于动力电池组和中间直流环节直接相连，如果中间电压控制不够精确，电压偏高，动力电池组本身需要放电，就会变成中间直流环节给动力电池组充电，这时柴油机功率不够，将影响柴油转速的稳定，直至柴油机熄火。
[0004]如何解决上述技术问题成为了该领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是提供一种混合动力机车主传动系统，能完全解决上述现有技术存在的技术问题。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案来实现:
一种混合动力机车主传动系统,包括主发电机、主接触器、整流模块、动力电池组、逆变模块和牵引电机，所述主发电机通过主接触器与整流模块连接，整流模块与逆变模块连接，所述逆变模块包括一个电容和第一至第四模组，每个模组包括串联的两个模块，每个模块由并联的晶体管和二极管构成，电容和第一至第四模组并联在整流模块正负极之间，牵引电机与逆变模块中第二至第四模组连接，所述动力电池组一端与整流模块负极连接，另一端串联电感、电流互感器后连接在第一模组的两个模块之间。
[0007]作为优选，所述晶体管为绝缘栅双极晶体管。
[0008]作为优选，所述动力电池组为蓄电池组。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:不仅避免了在混合牵引工况时出现动力电池组充电现象，而且在能量回收工况，能精确控制动力电池组充电电流，实现能量回收的精确可控。因此，机车主传动系统稳定性大幅提高，为混合动力机车技术发展和大范围运用提供了坚实基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是现有技术混合动力机车主传动系统原理图；
图2是本发明的混合动力机车主转动系统原理图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
[0012]参见图2所示，一种混合动力机车主传动系统，包括主发电机1、主接触器2、整流模块3、动力电池组4、逆变模块5和牵引电机6，所述主发电机I通过主接触器2与整流模块3连接，整流模块3与逆变模块5连接，所述逆变模块5包括一个电容C和第一至第四模组，第一模组包括串联的模块17、T8，第二模组包括串联的模块Tl、T4，第三模组包括串联的模块T3、T6.第四模组包括串联的模块Τ5、Τ2，每个模块由并联的晶体管和二极管构成，电容C和第一至第四模组并联在整流模块3正负极之间，牵引电机6与逆变模块中第二至第四模组连接，所述动力电池组4一端与整流模块3负极连接，另一端串联电感7、电流互感器8后连接在第一模组的两个模块Τ7、Τ8之间。
[0013]所述晶体管为绝缘栅双极晶体管(S卩，IGBT)。所述动力电池组4为蓄电池组。
[0014]主发电机I由柴油机驱动，在单纯的柴油机牵引工况由模块Tl至Τ6工作将直流电变换成变频变压的交流电供给牵弓丨电机6用；在混合动力牵弓I工况，动力电池组4通过逆变模块5的制动支路(即，第一模组所在的支路)与中间直流环节(即，主发电机I经整流模块3产生的直流环节部分)相连接，与主发电机I发出的电在中间直流环节混合，由于模块Τ7的IGBT元件不导通，二极管工作，动力电池组4只能放电。在制动工况，牵引电机6变为发电工况，模块Tl至Τ6工作，将牵引电机6发出的三相电整流成直流电，通过控制模块Τ7的IGBT元件的导通，控制充电电流，由于在该支路增加了电感7，因此能有效的控制充电电流的平滑性。
[0015]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种混合动力机车主传动系统,包括主发电机、主接触器、整流模块、动力电池组、逆变模块和牵引电机，所述主发电机通过主接触器与整流模块连接，整流模块与逆变模块连接，所述逆变模块包括一个电容和第一至第四模组，每个模组包括串联的两个模块，每个模块由并联的晶体管和二极管构成，电容和第一至第四模组并联在整流模块正负极之间，牵引电机与逆变模块中第二至第四模组连接，其特征在于:所述动力电池组一端与整流模块负极连接，另一端串联电感、电流互感器后连接在第一模组的两个模块之间。
2.根据权利要求1所述的混合动力机车主传动系统，其特征在于:所述晶体管为绝缘栅双极晶体管。
3.根据权利要求1所述的混合动力机车主传动系统,其特征在于:所述动力电池组为蓄电池组。
【文档编号】B61C9/00GK104401335SQ201410716099
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】王平华, 孟玉发, 刘顺国, 畅睿林, 韩笑, 叶顶康, 何国福, 任聪, 刘耕 申请人:南车资阳机车有限公司