专利名称：直流75v型hxd机车牵车电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及铁路运输技术领域，特别涉及一种直流75V型HXD机车牵车电源装置。
背景技术：
目前铁路运输领域的机务部门大量使用各型HXD机车，HXD机 车在整备场或检修库的牵车作业主要有以下三种方式。第一种方式是采用公铁两用车，采用公铁两用车来进行机车的推送作业，需要转线、对位，连接、拆除车钩等辅助作业。采用这种方式虽然实现了 HXD机车的牵车作业，但存在以下几个问题I.公铁两用车在线路上和整备场穿梭运行，检修库和整备场的作业人员和设备多，存在安全隐患；2.公铁两用车需要专门的人来操作和维护，需要对操作、人员进行专门的培训、考核；公铁两用车液压系统故障率高、维护工作量大；3.公铁两用车转线、对位、连接车钩等辅助作业相当费时，工作效率低；由于机车的车钩和公铁两用车的车钩不一致，操作不当还容易造成撞钩事故。第二种方式就是利用HXD机车上DC600V插座，输入直流600V电压，操纵机车进行牵车作业，需要地面提供直流600V电源装置，地面直流600V电源装置输出线采用滚筒放线、卷线方式，使用该方式存在的以下几个问题I.放线、卷线不方便，牵车距离也受到限制；2.跨股道牵车作业时，电源线缆将跨越股道，具有安全隐患，同时会影响跨越股道的机车通行；3.输出电压高，一旦线缆老化或磨损破皮就不安全，存在人身安全、劳动安全隐
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■/Qi、O第三种方式就是利用SS系列直流机车来推送HXD机车，利用SS系列直流机车的牵车来实现HXD机车的牵车作业，使用该方式存在的以下几个问题I.存在着直流75V牵车电源装置负荷过重，烧保险频繁的现象；2.依赖SS系列直流机车，一旦SS系列直流机车与HXD机车不在同一股道上就无法完成牵车作业，效率非常低。发明内容本实用新型旨在充分利用机务段整备场和检修库内既有的交直机车(SS系列机车)直流牵车电源(DC75V (标称))，解决现有HXD机车牵车作业效率低、安全隐患大、故障率高、维护工作量大和操作局限性大等技术问题，以提供一种具有操作简便、安全可靠、作业安全、节约成本和效率高等优点的直流75V型HXD机车牵车电源装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。本实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置，由控制面板5、DSP中央处理单元4、IGBT驱动隔离单元3、IGBT逆变主电路2，其中控制面板5通过控制信号线连接DSP中央处理单元4，后者的六路SPWMl SPWM6电压输出端顺次连接IGBT驱动隔离单元3和IGBT逆变主电路2，IGBT逆变主电路2向外输出三相SPWM交流电。本实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置，其中所述向外输出三相SPWM交流电线路上分别对应设有电流检测单元一 7、电流检测单元二 8和电流检测单元三9，三个电流检测单元的输出端连接DSP中央处理单元4。本实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置，其中所述DSP中央处理单元4通过控制信号线连接方向控制与故障显示模块6。实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置，其中所述向外输出三相SPWM交流电频率为O. 5-2Hz。本实用新型直流75V型HXD机车牵车电源装置的有益效果 I、保障HXD机车牵车作业安全、防止事故的发生。HXD机车牵车电源装置是随车移动，在接好线后，利用牵车棒进行牵车作业，操作与SS系列机车牵车方式一样，解决了公铁两用车和DC600V电源牵车方式存在安全隐患，对机车牵车作业安全，保障劳动安全具有重大的意义。2、节省成本。HXD机车牵车电源装置牵车与SS系列直流机车牵车方式一样，不需要专门的培训就能完成。公铁两用车使用柴油，按一天使用柴油50升，市场价为7元/升，每天的成本将会是350元，一年的成本将会是350*365 = 127750元；再加上公铁两用车采用的机械和液压，故障率也高，维护量大，成本高，在不计算公铁两用车本身的成本(40万元左右)上，每年在人工、柴油消耗、维护等成本将达到30-40万元左右，而HXD机车牵车电源装置牵车没有这些成本，节省了大量的成本。三、提高牵车作业的劳动效率使用公铁两用车需要转线、对位，连接、拆除车钩等辅助作业，在整备场比较狭小的地方，转线需要到指定的地方，相当费时；在对位的时候，需要操作非常熟练，对于新手来说，对位也是相当费时的；对于连接，由于机车的车钩和公铁两用车的车钩不一致，很难对准，操作不当还容易造成撞钩事故，综合起来使用公铁两用车的作业时间平均8分钟计算，而使用该装置，挂装置、开门、接线的时间不会超过3分钟，大大缩短了每台机车牵车作业的时间，提高劳动效率。
图I本实用新型之控制原理示意图图2本实用新型之工作状态示意图图中标号说明I DC75V输入、2 IGBT逆变主电路、3 IGBT驱动隔离单元、4 DSP中央处理单元、5控制面板、6方向控制与故障显示模块、7电流检测单元一、8电流检测单元二、9电流检测单元三、If 16 SPWMfSPWM6、21三相交流电输出线、22输入电源指示、23方向控制转换开关、24门槛、25故障指示、26机车门把手、27悬挂挂钩、28机车车体、29 DC75V负线、30牵车棒、31装置主机、32 DC75V正线、33带自锁的移动滚轮、34地面DC75V接电点具体实施方式
本实用新型详细结构、应用原理、作用与功效，参照附图1-2，通过如下实施方式予以说明。本实用新型的工作原理将DC75V (可调范围为DC60-100V)直接按VVVF控制方式逆变成O. 5-2Hz的三相SPWM交流电，供HXD机车交流牵引电机运行，实现牵车作业。本实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置，由控制面板5、DSP中央处理单元4、IGBT驱动隔离单元3、IGBT逆变主电路2，其中控制面板5通过控制信号线连接DSP中央处理单元4，后者的六路SPWMl SPWM6电压输出端顺次连接IGBT驱动隔离单元3和IGBT逆变主电路2，IGBT逆变主电路2向外输出三相SPWM交流电，向外输出三相SPWM交流电线路上分别对应设有电流检测单元一 7、电流检测单元二 8和电流检测单元三9，三个电流检测单元的输出端连接DSP中央处理单元4。DSP中央处理单元4通过控制信号线连接方向控制与故障显示模块6。向外输出三相SPWM交流电频率为O. 5-2Hz。 其中控制面板5主要用于参数设置、状态显示；DSP中央处理单元4完成根据设置的参数及反馈的电流，进行VVVF计算控制生成满足HXD机车交流牵引电机要求的SPWM电压；IGBT驱动隔离单元3完成IGBT的驱动电源、信号放大、控制信号驱动；IGBT逆变主电路2完成根据SPWM的控制实现逆变；方向控制与故障显示模块6安装在装置的面板上，控制运行的前后方向控制，该模块通过转换开关控制，在中间位置不输出，故障显示灯由红灯显示(亮为故障，不亮为正常)。本实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置的使用要求I.本装置需要安装带自锁的移动滚轮33，做到可移动；重量要轻，减小作业人员劳动强度；体积要小，不能超出限界；2.本装置需要随车移动，将该装置挂在机车的门槛24上，将DC75V负线29线夹夹在机车门把手26上，不受周边设备的影响；3.将本装置的三相交流电输出线21接到牵引变流器柜的三相输出接头(牵引电机接线)上，并联运行。本实用新型的直流75V型HXD机车牵车电源装置的使用方法I.移动悬挂装置将本装置移动到需要进行牵车作业的机车旁，并抬高300mm左右，悬挂在司机室的门槛上。2.接线I) U、V、W电机线的接线先打开牵引变流器柜的门板，将U、V、W线夹到交流牵弓I电机的U、V、W接线柱上。2) DC75V地线的连接将DC75V负线29直接夹在司机室的机车门把手26上。3)DC75V正线的连接DC75V正线32接在牵车棒30上。3.机车上的操作合上蓄电池闸刀，给机车控制电路供电，必须一要保障电空制动机电源工作正常，二要保障牵引变流器控制电源正常；将1-6牵引电机故障转换开关旋至故障位；司机手柄必须在零位。车上工作人员只操纵制动机进行停车控制。4.机车下的操作车下牵车工作人员操作牵车棒30，需要牵车时将牵车棒直接处在DC75V牵车电源预埋的接电点上，牵车电源装置上有灯指示，灯亮后10秒左右，装置开始从O. 5Hz开始变频启动机车，最大输出频率为2Hz，机车移动一段距离后，牵车棒处下个接电点，反复这样的操作来实现牵车。5.方向控制该装置的侧面装有方向控制转换开关23，U、V、W对应顺接到I或2或3位电机时，以I端方向为前，II端方向为后；U、V、W对应顺接到4或5或6位电机时，以II端方向为前，I端方向为后；U、V、W没有对应顺接时以实际运行方向进行调整。综上所述，本实用新型直流75V型HXD机车牵车电源装置具有操作简便、安全可 靠、作业安全、节约成本和效率高等诸多技术特点，可应用于铁路运输中整备场或检修库的各型HXD机车牵车作业。
权利要求1.直流75V型HXD机车牵车电源装置，其特征在于由控制面板(5)、DSP中央处理单元(4)、IGBT驱动隔离单元(3)、IGBT逆变主电路(2)，其中控制面板(5)通过控制信号线连接DSP中央处理单元(4)，后者的六路SPWMl SPWM6电压输出端顺次连接IGBT驱动隔离单元(3)和IGBT逆变主电路(2)，IGBT逆变主电路(2)向外输出三相SPWM交流电。
2.根据权利要求I所述的直流75V型HXD机车牵车电源装置，其特征在于所述向外输出三相SPWM交流电线路上分别对应设有电流检测单元一(7)、电流检测单元二(8)和电流检测单元三(9 )，三个电流检测单元的输出端连接DSP中央处理单元(4 )。
3.根据权利要求I所述的直流75V型HXD机车牵车电源装置，其特征在于所述DSP中央处理单元(4)通过控制信号线连接方向控制与故障显示模块(6)。
4.根据权利要求I所述的直流75V型HXD机车牵车电源装置，其特征在于所述向外输出三相SPWM交流电频率为O. 5-2Hz。
专利摘要本实用新型涉及一种直流75V型HXD机车牵车电源装置，涉及铁路运输技术领域，旨在解决现有HXD机车牵车作业效率低、安全隐患大、故障率高、维护工作量大和操作局限性大等技术问题。本实用新型由控制面板(5)、DSP中央处理单元(4)、IGBT驱动隔离单元(3)、IGBT逆变主电路(2)，其中控制面板(5)通过控制信号线连接DSP中央处理单元(4)，后者的六路SPWM1～SPWM6电压输出端顺次连接IGBT驱动隔离单元(3)和IGBT逆变主电路(2)，IGBT逆变主电路(2)向外输出三相SPWM交流电。
文档编号H02M7/48GK202565188SQ20122016560
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者张国良 申请人:成都铁路局科学技术研究所