专利名称：一种内燃机车辅助传动电气系统供电控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种电器装置的取电方法，特别是指内燃机车辅助传动系统中电气系统的取电控制方法，本发明还涉及到内燃机车辅助传动系统电气系统的取电控制装置。
背景技术：
内燃机车辅助传动系统包括内燃机车柴油机、主发电机、辅助发电机、多台牵引通风机组和多台冷却风扇组等组成，其中牵引通风机主要用于保证机车工作过程中牵引电机对通风量要求，而冷却风扇主要用于保证机车工作过程中柴油机对冷却水温的要求。传统的内燃机车辅助传动系统，在机车实施电阻制动时，主发电机将与牵引电机隔离，牵引电机将由电动机转换为发电机用于制动，其所发的电能将通过制动电阻消耗掉，此时牵引电机对通风量要求将更高，为了不使牵引电机的温度过高，就必须加大通风量来降温，而牵引通风机通常是由辅助发电机供电的，要加大通风量就必须提高牵引通风机的转速，由于牵引通风机是由辅助发电机供电的，所以牵引通风机的转速转变为发电机的转速就必须提高辅助发电机的转速，进而提高带动辅助发电机发电的柴油机转速上升，也就是说为保证牵引电机在制动电流较大情况下的通风量，只能提高柴油机的转速来保证。但柴油机的油耗与转速是成抛物线关系的，提高柴油机的转速必将导致大量燃油消耗。所以在机车实施电阻制动时，一方面牵引电机制动所产生的电能要浪费，而另一方面为了保证牵引电机通风量还需加大柴油机的油耗，极为不合理，很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有内燃机车辅助传动变流器供电方式的不足提供一种更为节能的供电方式。
本发明的另一个目的是提供一种上述供电方式的具体节能内燃机车辅助传动变流器取电装置。
根据本发明的目的所提出的技术实施方案是改变辅助传动系统中的电气系统的供电方式。在辅助传动系统中的电气系统中增设辅助变流器控制系统，在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机由辅助发电机供电；但当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机通过自动切换装置使牵引通风机的供电由辅助发电机供电转换为辅助变流器供电，而此时辅助变流器是由牵引电机供电的。冷却风扇可以一直由辅助发电机供电，也可以在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，由辅助变流器供电，此时辅助变流器由辅助发电机供电；当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，冷却风扇改由辅助发电机供电，也可仍由辅助变流器供电。
其具体装置是在辅助传动电气控制系统中增设辅助变流器，辅助变流器的输入端与牵引电机与制动电阻连接的节点两端有回路相接，辅助变流器的输出端与牵引通风机也有回路相接，同时牵引通风机与辅助发电机也有回路相接，在牵引通风机与辅助发电机相接的回路中设有转换开关，在辅助变流器的输出端与牵引通风机地回路上也设有转换开关。在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机和冷却风扇均由辅助发电机供电，但当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机通过自动切换装置使牵引通风机的供电由辅助发电机供电转换为辅助变流器供电，而辅助变流器由牵引电机供电，冷却风扇仍由辅助发电机供电。
此外，在辅助变流器的输入端还可以设置支路与辅助发电机相接，并在辅助变流器的输入端与辅助发电机回路和辅助变流器的输入端上与牵引电机与制动电阻连接的节点两端回路上设有转换开关，同时在辅助变流器的输出端与冷却风扇之间设有连接回路，冷却风扇与辅助发电机之间也有连接回路，而在冷却风扇与辅助发电机之间连接回路和辅助变流器的输出端与冷却风扇之间连接回路上也设有转换开关。在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机和辅助变流器由辅助发电机供电，而冷却风扇则由辅助变流器供电；但当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机改由辅助变流器供电，辅助变流器由牵引电机供电，而冷却风扇则由辅助发电机供电。
实施本发明主要以下几方面优点1、在机车电阻制动工况下，辅助变流器从牵引电机与制动电阻两端取电，并为牵引通风机提供电源，相当于利用机车制动能量给牵引通风机供电，从而节约燃油。
2、在机车一级电阻制动工况下，柴油机转速即使保持惰转，就能满足牵引电机通风量的要求，从而大大降低油耗。
本发明在机车实施电阻制动时，一个方面，牵引通风机的供电能量来自制动电阻，通风机的转速随制动电流变化自动调节，完全与柴油机无关。这样，柴油机可保持较低的转速，油耗相应地大幅下降；另一方面，柴油机可以保持低速运转，这样可进一步节约燃油。采用本发明与常规技术相比，在电阻制动工况可以节约燃油约20％以上。
针对不同的机车类型，牵引通风机、冷却风扇的数量功率各不相同，但上述的系统控制原理完全适用，从而达到节能的目的，且具有有效延长辅机寿命、减少维护工作量、降低机车轴重、系统简洁可靠等优点。
图1为本发明一个实施例的电气原理示意图；图2为本发明另一个实施例的电气原理示意图。
图中1、主发电机；2、辅助发电机；3、制动电阻；4、牵引通风机；5、辅助变流器控制系统；6、冷却风扇；7、辅助变流器；8、柴油机；9、牵引电机。
具体实施例方式
附图给出了本发明的电气原理示意图，下面将结合附图对本发明作进一步的描述。
从附图中可以看出，本发明属于一种内燃机车辅助传动电气控制供电系统，包括主发电机1、辅助发电机2、制动电阻3、牵引通分机4、柴油机8、牵引电机9和冷却风扇6。在辅助传动系统中的电气系统中增设辅助变流器控制系统5，在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机4和冷却风扇6均由辅助发电机2供电，冷却风扇6也可以由辅助变流器7供电，此时辅助变流器7由辅助发电机2供电；但当机车处于制动状况，牵引电机9与辅助传动系统主发电机1隔离，并且牵引电机9由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机4通过自动切换装置使牵引通风机的供电由辅助发电机2供电转换为辅助变流器7供电，而辅助变流器7由牵引电机9供电，冷却风扇6可以由辅助变流器7供电，也可以由辅助发电机2供电。其具体装置是在辅助传动电气控制系统中增设辅助变流器，辅助变流器的输入端与牵引电机与制动电阻连接的节点两端有回路相接，辅助变流器的输出端与牵引通风机也有回路相接，同时牵引通风机与辅助发电机也有回路相接，在牵引通风机与辅助发电机相接的回路中设有转换开关，在辅助变流器的输出端与牵引通风机地回路上也设有转换开关。在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机和冷却风扇均由辅助发电机供电，但当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机通过自动切换装置使牵引通风机的供电由辅助发电机供电转换为辅助变流器供电，而辅助变流器由牵引电机供电，冷却风扇仍由辅助发电机供电。
此外，在辅助变流器的输入端还可以设置支路与辅助发电机相接，并在辅助变流器的输入端与辅助发电机回路和辅助变流器的输入端上与牵引电机与制动电阻连接的节点两端回路上设有转换开关，同时在辅助变流器的输出端与冷却风扇之间设有连接回路，冷却风扇与辅助发电机之间也有连接回路，而在冷却风扇与辅助发电机之间连接回路和辅助变流器的输出端与冷却风扇之间连接回路上也设有转换开关。在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机和辅助变流器由辅助发电机供电，而冷却风扇则由辅助变流器供电；但当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机改由辅助变流器供电，辅助变流器由牵引电机供电，而冷却风扇则由辅助发电机供电。
系统电路工作原理说明如下本系统通过对工况转换条件进行全程实时检测，自动进行电路切换，从而达到节能的目的。
当工况转换条件具备时，系统工作在节能工况，此时辅助变流器INV从牵引电机上取电，为牵引通风机提供电源。由于制动能量得到回收利用，且柴油机可低速运转，从而可以大幅度的节约燃油。当工况转换条件不具备时，系统工作在牵引工况或制动非节能工况，此时辅助变流器INV从辅助发电机MG2取电，为冷却风扇提供电源；而牵引通风机则由辅助发电机MG2直接供电。
具体说明如下(1)工况转换条件系统进入节能工况必须同时具备以下条件◆制动电阻R端电压达到220VDC以上；◆机车已进入制动工况且正确给出制动工况标志信号；◆辅助系统无任何故障；◆前述条件满足且持续了5秒时间无变化。
当工况转换条件有任何一项不满足，系统则会退出或不进入节能工况。
(2)牵引工况当机车在实施牵引作业时，系统相应地工作在牵引工况。在此工况下，接触器KL3闭合/KL6闭合/KL5断开，辅助变流器INV从辅助发电机MG2取电，根据柴油机冷却水温，对冷却风扇进行变频调速。接触器KL1闭合/KL2断开，牵引通风机直接由辅助发电机MG2供电。
(3)制动非节能工况机车正在实施电阻制动而辅助系统因为工况转换条件未满足而尚未切换到节能工况，此时辅助变流柜将工作在制动非节能工况。在此工况下，为保证牵引电机的通风量，接触器KL1闭合/KL2断开，牵引通风机由辅助发电机直接驱动。KL3闭合/KL6闭合/KL5断开，辅助变流器从辅助发电机上取电为冷却风扇提供电源。
(4)节能工况当工况转换条件完全满足，系统将切换到节能工况。此时，机车已经实施电阻制动，HKG动作，牵引电机的制动电流消耗在制动电阻R上。在此工况下，接触器KL4闭合/KL2闭合/KL1断开，辅助变流器INV从制动电阻R上取电，为牵引通风机提供电源。冷却风扇则由辅助发电机供电，视水温闭合或断开KL5。由于制动能量得到回收利用，且柴油机可低速运转，从而可以大幅度的节约燃油。
权利要求
1.一种内燃机车辅助传动电气系统供电控制方法，在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，牵引通风机由辅助发电机供电，其特征在于在辅助传动系统中的电气系统中增设辅助变流器控制系统，当机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，并由电动机改变为发电机，且发电电位达到230VDC以上时，牵引通风机通过自动切换装置使牵引通风机的供电由辅助发电机供电转换为辅助变流器供电，而此时辅助变流器是由牵引电机供电。
2.如权利要求1所述的一种内燃机车辅助传动电气系统供电控制方法的装置，包括主发电机(1)、辅助发电机(2)、制动电阻(3)、牵引通分机(4)、和冷却风扇(6)，其特征在于在助传动系统中的电气系统中增设辅助变流器控制系统(5)，在辅助传动电气控制系统中增设辅助变流器(7)，辅助变流器的输入端与牵引电机与制动电阻连接的节点两端有回路相接，辅助变流器的输出端与牵引通风机也有回路相接，同时牵引通风机与辅助发电机也有回路相接，在牵引通风机与辅助发电机相接的回路中设有转换开关，在辅助变流器的输出端与牵引通风机地回路上也设有转换开关。
3.如权利要求2所述的一种内燃机车辅助传动电气系统供电控制方法的装置，其特征在于在辅助变流器的输入端还可以设置支路与辅助发电机相接，并在辅助变流器的输入端与辅助发电机回路和辅助变流器的输入端上与牵引电机与制动电阻连接的节点两端回路上设有转换开关，同时在辅助变流器的输出端与冷却风扇之间设有连接回路，冷却风扇与辅助发电机之间也有连接回路，而在冷却风扇与辅助发电机之间连接回路和辅助变流器的输出端与冷却风扇之间连接回路上也设有转换开关。
全文摘要
一种内燃机车辅助传动电气系统供电控制方法及装置，在辅助传动系统的电气系统中增设辅助变流器控制系统，在牵引运行工况，牵引通风机由辅助发电机供电；机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，由电动机改为发电机，发电电位达230VDC以上时，牵引通风机通过自动切换装置使其供电由辅助发电机转为辅助变流器，辅助变流器由牵引电机供电。冷却风扇可一直由辅助发电机供电，也可在牵引电机由辅助传动系统主发电机供电牵引运行工况时，由辅助变流器供电，辅助变流器由辅助发电机供电；机车处于制动状况，牵引电机与辅助传动系统主发电机隔离，由电动机改为发电机，发电电位达230VDC以上时，冷却风扇由辅助发电机供电，也可由辅助变流器供电。
文档编号B60L7/00GK1718466SQ20051003163
公开日2006年1月11日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者王颖矅, 叶顶康, 刘伯太, 唐勇军, 罗凌波 申请人:株洲时代广创变流技术有限公司