一种内燃机车辅助变流器的制作方法

本发明主要涉及内燃机车技术领域，特指一种内燃机车辅助变流器。

背景技术：

辅助变流器是交流辅助内燃机车核心部件之一，负责根据机车工况对辅助负载系统进行供电管理。随着内燃机车的更新换代，对辅助变流器有了更高的要求：例如重量轻、体积小、集成度高等。现有的辅助变流器柜、列供柜、充电柜和励磁控制柜普遍存在一些缺点：集成度不高，机车上每增加一个部件需单独配备一个柜体，增加了机车总体重量，占用空间，增加了成本等。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种集成度高、功能丰富的内燃机车辅助变流器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种内燃机车辅助变流器，包括柜体、控制单元、主发电机励磁模块、列车供电回路和辅助供电回路，所述列车供电回路、辅助供电回路和主发电机励磁模块均与内燃机车的主发电机相连，所述列车供电回路中设有第一整流模块、用于将三相交流电整流成直流电以供给内燃机车直流负载；所述辅助供电回路包括第二整流模块、多个并联的充电机回路和多个并联的辅助供电支路，所述辅助供电支路中均包括逆变器模块，所述充电机回路中均包括充电机模块，多个并联的充电机回路均与第二整流模块的输出端相连、用于提供蓄电池的充电电压；多个并联的辅助供电支路均与第二整流模块的输出端相连、用于提供交流负载所需的幅值频率可调的交流电。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述辅助供电支路的数量为六个，分别为第一辅助供电支路、第二辅助供电支路、第三辅助供电支路、第四辅助供电支路、第五辅助供电支路和第六辅助供电支路；所述第一辅助供电支路用于对第一水冷却风扇电机变频供电，所述第二辅助供电支路用于对第二冷却风扇电机变频供电，所述第三辅助供电支路用于对主发电机通风机供电，所述第四辅助供电支路用于对牵引通风机变频供电，所述第五辅助供电支路用于对空压机负载供电；所述第六辅助供电支路用于对空调机组、冷却水泵负载供电；所述第三辅助供电支路和第四辅助供电支路互为冗余。

所述列车供电回路和辅助供电回路中均串联有变压器、直流电抗器和直流电容器，所述变压器位于对应整流模块的输入端前侧，所述直流电抗器和直流电容器位于对应整流模块的输出端后侧。

所述充电机回路的数量为两路、且两路充电机回路相互并联以形成双备份。

所述柜体的正面设置有柜门，所述柜体内部设置有多个空腔，所述逆变器模块位于所述柜体下方的空腔内，所述第一整流模块和第二整流模块则位于柜体中部的空腔内，所述充电机模块、主发电机励磁模块和控制单元均位于柜体上部不同的空腔内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的内燃机车辅助变流器，与传统内燃机车供电方式不同，取消了辅助发电机，改由主变流器为机车辅助系统提供供电，集成度高且电路结构简单；将多个模块（整流模块、充电机模块、逆变器模块和主发电机励磁模块）集成安装在同一个柜体内分置于不同的腔体内，进一步提高了结构的紧凑性，同时也提升了系统的电磁兼容性和稳定性。

附图说明

图1为本发明的主电路原理图。

图2为本发明的柜体正面结构示意图。

图中标号表示：1、控制单元；2、主发电机励磁模块；3、列车供电回路；31、第一整流模块；4、辅助供电回路；41、第二整流模块；42、逆变器模块；43、充电机模块；5、柜体；6、主发电机。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1和图2所示，本实施例的内燃机车辅助变流器，包括柜体5、控制单元1、主发电机励磁模块2、列车供电回路3和辅助供电回路4，列车供电回路3和辅助供电回路4均通过牵引变流器柜内的辅逆模块与内燃机车的主发电机6相连，并由主发电机6供电，另外主发电机励磁模块2则与内燃机车的主发电机6直接相连，其中主发电机励磁模块2（简称主发励磁模块）控制主发电机6的励磁电流，从而调节主发电机6的输出电压，列车供电回路3中设有第一整流模块31、用于将三相交流电整流成直流电以供给内燃机车直流DC600V负载；辅助供电回路4包括第二整流模块41、多个并联的充电机回路和多个并联的辅助供电支路，辅助供电支路中均包括逆变器模块42，充电机回路中均包括充电机模块43，多个并联的充电机回路均与第二整流模块41的输出端相连、用于提供蓄电池的充电电压；多个并联的辅助供电支路均与第二整流模块41的输出端相连、用于提供交流负载所需的幅值频率可调的交流电。本发明的内燃机车辅助变流器，与传统内燃机车供电方式不同，取消了辅助发电机，改由主变流器为机车辅助系统供电，集成度高且电路结构简单；将多个模块集成安装在同一个柜体5内分置于不同的腔体内，进一步提高了结构的紧凑性，同时也提升了系统的电磁兼容性和稳定性。

本实施例中，辅助供电支路的数量为六个，分别为第一辅助供电支路、第二辅助供电支路、第三辅助供电支路、第四辅助供电支路、第五辅助供电支路和第六辅助供电支路；第一辅助供电支路用于对第一水冷却风扇电机变频供电，第二辅助供电支路用于对第二冷却风扇电机变频供电，逆变器模块42将整流后的直流电压逆变，转换成额定为AC402Vrms/113.5Hz三相PWM电压输出，采用恒压频比控制；第三辅助供电支路用于对主发电机通风机供电，第四辅助供电支路用于对牵引通风机变频供电，第三、四辅助供电支路的输出电压以及控制方式同第一、二辅助供电支路，而且第三辅助供电支路和第四辅助供电支路互为冗余，当其中一路出现故障时，切换至另一路进行输出；第五辅助供电支路用于对空压机负载供电，输出电压为AC380Vrms/50Hz三相PWM电压输出；第六辅助供电支路用于对空调机组、冷却水泵负载供电，输出电压为AC380Vrms/50Hz三相PWM电压输出，经过LC正弦滤波器和变压器后输出三相四线额定380V/50Hz的正弦电压为空调机组、牵引变流器水泵及220V/50Hz生活用电等负载提供电源。

本实施例中，列车供电回路3和辅助供电回路4中均串联有中频变压器、直流电抗器和直流电容器，中频变压器位于对应整流模块的输入端前侧，直流电抗器和直流电容器位于对应整流模块的输出端后侧。

本实施例中，充电机回路的数量为两路、且两路充电机回路相互并联以形成双备份。

在机车启动过程中，机车控制器控制驱动接触器闭合，主发电机6由蓄电池供电起励，起励完成后，机车控制器驱动断开接触器，励磁控制器接受励磁变压器提供电源自励。机车控制器根据柴油机转速通过MVB网络给定发电机输出电压目标值，励磁控制器根据目标电压值对主发输出电压进行PID闭环调节。

当网压满足条件时，充电机开始工作，在工作过程中，充电机如果出现任何输出不正常的现象时，应立即封锁脉冲停止输出，以免影响负载。如果出现不可恢复故障、充电机不能正常工作或能引起充电机内部损坏时停止输出，并报出相应的故障。

本实施例中，柜体5的正面设置有柜门，柜体5内部设置有多个空腔，逆变器模块42位于柜体5下方的空腔内，第一整流模块31和第二整流模块41则位于柜体5中部的空腔内，充电机模块43、主发电机励磁模块2和控制单元1均位于柜体5上部不同的空腔内。柜体5采用正面维护，使得所有子部件拆卸与维护方便、并根据各子部件功能分置不同密闭腔体，保证在物理上对强电与弱电电路、主回路与控制系统、功率感性器件与易干扰半导体器件隔离，提升系统的电磁兼容性能。另外系统采用水冷设计，模块结构小，冷却效率高，提升了各模块的工作效率和可靠性。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。