基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机车传动系统领域，具体涉及一种基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统。
【背景技术】
[0002]柴油机发电机和动力蓄电池组混合动力机车交流主传动系统除了传统上的主发电机、整流装置、中间直流环节、牵引逆变器、牵引电机等，还包括动力蓄电池组。混合动力机车动力蓄电池组的峰值功率要大，能长时大功率充放电，同时还要保证循环寿命要长，系统安全要求高。
[0003]目前国内混合动力机车主传动系统普遍都采用主发电机一套绕组输出轴控的方式，申请号为201020613265.6的实用新型专利《一种柴油发电机和蓄电池混合动力交流传动机车控制系统》的主传动系统采用的就是这种方式，其控制系统结构示意图如图1所示。从图中我们可以发现该控制系统只有一个主直流环节，当牵引系统需要动力蓄电池组提供能量时，系统中唯一的动力蓄电池组并网到这个主直流环节中，经过牵引逆变器为所有牵弓I电机提供电能，每个牵弓I逆变器控制一台牵引电机。
[0004]这种控制系统由于主发电机只有一套绕组输出，整个交流主传动系统只有一个主直流环节，采用一个动力蓄电池组，由于锂电池本身一致性差异很难保证均衡充放电，越大容量的动力蓄电池组的管理越复杂，并且随着动力蓄电池组容量的增加，其使用寿命及安全性也随之降低。因此采用这种控制方式的混合动力机车，动力蓄电池系统峰值功率很难做到很大，此外由于是轴控，需要牵引逆变器数量较多，系统较复杂。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，提高了动力蓄电池的使用寿命、安全性及可控性。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，机车主控微机通过CAN总线与柴油机电喷控制器进行通信，柴油机带动主发电机产生电能，主发电机有两套输出绕组，其输出分两路，一路接入第一转向架主传动系统回路中，另一路接入第二转向架主传动系统回路中，第一转向架主传动系统回路包括:AC/DC整流模块1、动力蓄电池1、DC/AC逆变器1、牵引电机;主发电机的其中一路输出通过AC/DC整流模块I后与动力蓄电池I并网，再通过DC/AC逆变器I为第一转向架三个牵引电机提供电能，第二转向架主传动系统回路和第一转向架主传动系统回路的逻辑结构相同，第一转向架主传动系统回路中DC/AC逆变器I和第二转向架回路中DC/AC逆变器11分别通过CAN总线与机车主控微机进行通信。
[0007]所述的第一转向架主传动系统回路与第二转向架主传动系统回路间电气隔离。
[0008]所述的两个转向架主传动系统回路中的动力蓄电池组均配置有蓄电池管理系统。
[0009]所述的机车主控微机通过机车微机显示屏显示数据。
[0010]所述的每个转向架主传动系统中只有一个DC/AC逆变器，所述的DC/AC逆变器同时控制该转向架的3个牵引电机。
[0011]本实用新型的有益效果是:这种基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，把一个大容量的动力蓄电池组平均拆分为两个相同容量的动力蓄电池组，每个转向架主传动系统中单独采用一个动力蓄电池组，便于对动力蓄电池组的控制管理。同时，动力蓄电池的使用寿命及安全性也成倍的提高。此外，与同功率下的普通调车机车相比，采用混合动力技术机车可减少燃油消耗20%?50%。
【附图说明】
[0012]图1为现有技术主发电机一套绕组输出的轴控方式的混合动力机车交流主传动系统原理框图。
[0013]图2为本实用新型基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统原理框图。
[0014]图中标记:1_第一转向架主传动系统回路，2-第二转向架主传动系统回路。
【具体实施方式】
[0015]现结合附图1、2对本实用新型做进一步的说明，针对图1主发电机一套绕组输出的轴控方式混合动力机车主传动系统的不足，本实用新型提出一种基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，如图2所示，整个机车主传动系统分为第一转向架主传动系统回路I和第二转向架主传动系统回路2，第一转向架主传动系统回路I和第二转向架主传动系统回路2间电气隔离，互不影响，每个转向架主传动系统回路中单独采用一个动力蓄电池组，例如当混合动力机车需要动力蓄电池组提供1500kW峰值功率时，那么每个转向架控主传动系统回路的动力蓄电池组只需要提供750kW峰值功率即可，即动力蓄电池I和动力蓄电池II分别提供750kW，750kW相对于1500kW动力蓄电池组，无论在安全、可靠性及可控性方面都成倍的提高。
[0016]如图2所示，动力蓄电池I和动力蓄电池II的蓄电池管理系统采集动力蓄电池单体模块电压、电流检测，根据检测结果判断动力蓄电池单节过压、欠压、过充、过放并实施安全保护，同时将检测数据经过CAN总线传送给机车主控微机;通过CAN总线通讯向机车主控微机输出SOC的评估参数，为混合动力的控制方式选择提供依据;通过CAN总线通讯向机车主控微机输出动力蓄电池故障分析与在线报警，为机车微机实施动力蓄电池保护提供依据数据记录。
[0017]本方案对混合动力机车动力电池组的充电电流、放电电流、电压、放电深度、再生制动反馈的电流等进行控制，防止电池的过充电或者过放电，判定荷电状态，选择适当的充电模式和放电模式，对电池进行均衡充电、放电，控制并且平衡电池组的工作，使各个电池组发挥出最优性能，并根据电机的需要控制输出电能。此外，依靠蓄电池管理系统和机车微机系统协同配合，使机车在各种工况下保持在经济的节油模式下工作。同时把制动能量回收给动力蓄电池充电，极大提高了混合动力机车的节油率。
【主权项】
1.基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，机车主控微机通过CAN总线与柴油机电喷控制器进行通信，柴油机带动主发电机产生电能，其特征在于:主发电机有两套输出绕组，其输出分两路，一路接入第一转向架主传动系统回路中，另一路接入第二转向架主传动系统回路中，第一转向架主传动系统回路包括:AC/DC整流模块1、动力蓄电池1、DC/AC逆变器1、牵引电机;主发电机的其中一路输出通过AC/DC整流模块I后与动力蓄电池I并网，再通过DC/AC逆变器I为第一转向架三个牵引电机提供电能，第二转向架主传动系统回路和第一转向架主传动系统回路的逻辑结构相同，第一转向架主传动系统回路中DC/AC逆变器I和第二转向架回路中DC/AC逆变器II分别通过CAN总线与机车主控微机进行通信。2.根据权利要求1所述的基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，其特征在于:所述的第一转向架主传动系统回路与第二转向架主传动系统回路间电气隔离。3.根据权利要求1所述的基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，其特征在于:所述的两个转向架主传动系统回路中的动力蓄电池组均配置有蓄电池管理系统。4.根据权利要求1所述的基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，其特征在于:所述的机车主控微机通过机车微机显示屏显示数据。5.根据权利要求1所述的基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，其特征在于:所述的每个转向架主传动系统中只有一个DC/AC逆变器，所述的DC/AC逆变器同时控制该转向架的3个牵引电机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于主发两套绕组输出的架控混合动力机车主传动系统，机车主控微机通过CAN总线与柴油机电喷控制器进行通信，柴油机带动主发电机产生电能，主发电机有两套输出绕组，其输出分两路，一路接入第一转向架主传动系统回路中，另一路接入第二转向架主传动系统回路中，第一转向架主传动系统回路包括：AC/DC整流模块I、动力蓄电池I、DC/AC逆变器I、牵引电机；主发电机的其中一路输出通过AC/DC整流模块I后与动力蓄电池I并网,再通过DC/AC逆变器I为第一转向架三个牵引电机提供电能，采用此方案，便于对动力蓄电池组的控制管理。动力蓄电池的使用寿命及安全性也成倍的提高。与同功率下的普通调车机车相比，可减少燃油消耗20％～50％。
【IPC分类】B61C17/12
【公开号】CN205203011
【申请号】CN201521063893
【发明人】温吉斌, 陈旭, 曲铁涛
【申请人】中车大连机车车辆有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月18日