[發明專利]用于機車的牽引電機驅動系統

有效

• 申請號: 201280062951.0
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN104010867A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: J·F·克拉爾;S·F·貝爾特拉米
• 申請（專利權）人: 鐵路發展服務公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L11/02;H02H7/08;H02P5/68;H02P5/685
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明總體上涉及牽引電機驅動系統，且更具體地涉及用于隔離機車上的直流牽引電機構件的系統和方法。

背景技術

牽引電機通常用于諸如柴油機電氣機車的電動軌道車輛中。當今，許多機車采用多個直流牽引電機，通常為4個或6個，以提供用于長距離拖運大的有效載荷的充足拖力。在一些情形中，電機串聯或并聯連接，使得它們能從公共電氣總線操作，從而簡化布線和電機的電氣控制。

在一些牽引電機系統中，牽引電機與至少3至5個其它電機并聯和/或串聯硬連線。盡管該布置結構允許電機共享公共電氣總線，但它可能對大規模驅動系統故障敏感。在這些布置結構中，同一電路中的一個電機的故障可能導致所有電機都無法運轉。例如，對于并聯連接的電機而言，一個電機中引起短路狀態的電氣故障可能使電路中的所有其它牽引電機都無法工作。在這樣的情況下，如果用于機車的所有牽引電機都位于同一電路上，則機車可能失去全部驅動能力。因此，為了防止一個電機的損失使整個機車無法工作的狀態，可能需要用于選擇性地隔離發生電氣故障的驅動構件的系統。

一種用于在牽引電機構件失效的情況下維持牽引電機系統工作性能的方案被記載在美國專利No.6,497,182B2(“’182專利”)中?！?82專利涉及一種系統，該系統據稱結合了配置成與牽引電機中的至少一個牽引電機通信以使發生故障的電機與其它牽引電機電隔離的制動電機隔離開關。

’182專利中公開的系統所提供的電機隔離方案局限于電機的電樞和場繞組電路串聯連接的牽引電機。結果，引起隔離開關的跳閘的任何故障有效地從電路移除了電機的電樞和對應的場繞組兩者。然而，在某些狀況下，可能有利的是保留選擇性地僅移除電機的發生故障的構件而不是整個電機的能力。例如，在電機的場繞組已發生故障的狀況下，可能有利的是允許電樞保留在電路中以使得保留電樞的動態制動能力。雖然’182專利允許牽引電機系統隔離發生故障的電機并保留其余電機的工作性能，但它可能不必要地從系統移除正常工作的構件——否則可能有助于驅動系統的工作性能的構件。

當前公開的牽引電機驅動系統針對于克服上述問題和/或本領域中的其它問題中的一個或多個問題。

發明內容

根據一個方面，本發明涉及一種牽引電機驅動系統。該牽引電機驅動系統可包括互相并聯布置的多個電樞。該牽引電機系統還可包括互相串聯布置的多個場電路，每個場電路都與相應的一個電樞相關。多個場電路可與多個電樞并聯布置。該牽引電機驅動系統還可包括場隔離系統。該場隔離系統可包括與場電路中的至少一個場電路相關的分接電路。該分接電路可具有第一和第二分接端子。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第一場開關。該第一場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第一場端子之間切換。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第二場開關。該第二場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第二場端子之間切換。

根據另一方面，本發明涉及一種用于選擇性地隔離牽引電機驅動系統上的故障狀態的方法。該方法可包括檢測與牽引電機驅動系統的多個牽引電機中的至少一個牽引電機相關的故障狀態以及識別多個串聯連接的場電路之中與受該故障狀態影響的牽引電機對應的場電路。該方法還可包括識別用于將該場對應的電路與串聯連接的場電路中的其余場電路隔離的多個場開關。該方法還可包括產生用于操作識別出的多個場開關的控制信號。該控制信號可構造成使與多個串聯連接的場電路串聯布置的第一場開關從識別出的場電路的第一場端子切換到與該識別出的場電路相關的分接電路的第一分接端子。該控制信號還可構造成使與多個場電路串聯布置的第二場開關從識別出的場電路的第二場端子切換到分接電路的第二分接端子。

根據另一方面，本發明涉及一種機車。該機車可包括多個車軸和多對車輪，每對車輪都附連在車軸中的一個車軸上。該機車還可包括彼此并聯布置的多個電樞，每個電樞都可旋轉地聯接到車軸中的一個車軸。該機車還可包括互相串聯布置的多個場電路，每個場電路都與相應的一個電樞相關。多個場電路可與多個電樞并聯布置。該機車還可包括場隔離系統。機車的場隔離系統可包括與場電路中的至少一個場電路相關并包括第一和第二分接端子的分接電路。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第一場開關。該第一場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第一場端子之間切換。該場隔離系統還可包括與多個場電路串聯布置的第二場開關。該第二場開關可構造成在分接電路的第一分接端子與場電路中的至少一個場電路的第二場端子之間切換。

附圖說明