[發明專利]高可靠性機車電傳動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010569975.1
• 申請日: 2020-06-21
• 公開（公告）號: CN111775972B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 于森林;葸代其;張瑞峰;詹哲軍;梁海剛;賀志學
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: B61C3/00
• 分類號: B61C3/00;B61C3/02;B60L9/00;H02J9/06;H02J9/08;H02J9/04
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種高可靠性機車電傳動系統，其特征在于，包括變壓器、牽引系統、列車供電系統、柴油發電機供電系統和蓄電池；

變壓器的原邊連接弓網并有多個副邊；牽引系統和列車供電系統分別從變壓器副邊取電；

列車供電系統包括供電電路1，供電電路1包括四象限變流器1，四象限變流器1的輸入從變壓器副邊取電，四象限變流器1的直流輸出的正極上串接有IGBT3，IGBT3的反并聯的續流二極管的陰極和四象限變流器1的負極作為供電電路1的正負輸出端，為列車負載1供電；蓄電池的正負端經接觸器KM2連接于供電電路1的正負輸出端；

柴油發電機供電系統包括柴油發動機、發電機，蓄電池經接觸器KM3為柴油發電機供電系統軟啟動提供電能，發電機的輸出被整流后經接觸器KM4連接于供電電路1的正負輸出端。

2.根據權利要求1所述的高可靠性機車電傳動系統，其特征在于，供電電路1還包括由電感L1和IGBT1構成的用于DC-DC升壓的斬波器1，斬波器1連接于IGBT3和四象限變流器1之間。

3.根據權利要求2所述的高可靠性機車電傳動系統，其特征在于，還包括與供電電路1結構相同的供電電路2，即供電電路2包括依次連接的四象限變流器2、由電感L2和IGBT2構成的斬波器2和IGBT4，四象限變流器2的輸入從變壓器副邊取電，供電電路2的正負輸出端為列車負載2供電；供電電路1和供電電路2的正負輸出端之間連接接觸器KM1。

4.根據權利要求3所述的高可靠性機車電傳動系統，其特征在于，供電電路1的正負輸出端與列車負載1之間連接有接觸器KM5；供電電路2的正負輸出端與列車負載2之間連接有接觸器KM6。

5.根據權利要求4所述的高可靠性機車電傳動系統，其特征在于，

變壓器有T1、T2、T3、T4四個副邊，T1、T2用于牽引系統取電，T3、T4用于供電電路1、供電電路2的取電；

列車供電系統的供電電路1在四象限變流器1之前還有由預充電接觸器K5、預充電電阻R5、主接觸器K7構成的預充電電路，四象限變流器1和斬波器1之間有支撐電容C1，供電電路1的正負輸出端之間連接有支撐電容C3；供電電路2在四象限變流器2之前還有由預充電接觸器K6、預充電電阻R6、主接觸器K8構成的預充電電路，四象限變流器2和斬波器2之間有支撐電容C2，供電電路2的正負輸出端之間連接有支撐電容C4；

四象限變流器1和四象限變流器2進行AC-DC或者DC-AC電能變換，其直流輸出電壓等級為DC500V；斬波器1和斬波器2實現DC-DC電能變換，為后級列車負載1和列車負載2提供電壓等級為DC600V直流電。

6.權利要求1所述高可靠性機車電傳動系統的控制方法，其特征在于，弓網正常供電時，牽引系統由弓網通過變壓器正常供電；接觸器KM2閉合，接觸器KM3和接觸器KM4斷開，供電電路1中的IGBT3驅動脈沖為低電平信號而處于斷開狀態，只使用其反并聯的續流二極管進行續流，從而為列車負載1供電，同時為蓄電池充電；充電完成后的蓄電池相當于列車負載1的一個不間斷供電電源；在機車過分相階段，弓網處于失電狀態，蓄電池為列車負載1供電；過分相完成后，切換至正常供電工況，避免了過分相時列車負載1的頻繁啟動所產生的影響；

弓網供電下四象限變流器1損壞時，需采用柴油發電機供電系統為列車負載1進行長時供電：斷開KM2和KM4，閉合KM3，為柴油發電機供電系統提供能量實現自啟動，啟動完成后斷開KM3，閉合KM2和KM4，由柴油發電機供電系統為列車負載1供電，蓄電池恢復其UPS功能；

非弓網供電下，接觸器KM3和接觸器KM4閉合，啟動柴油發電機供電系統，IGBT3驅動脈沖為高電平信號而處于導通狀態；柴油發電機供電系統為列車負載1供電的同時，經IGBT3、四象限變流器1的逆變和變壓器的耦合為牽引系統供電，并為蓄電池充電；

非弓網供電下，柴油發電機供電系統出現問題時，蓄電池替代柴油發電機供電系統，為牽引系統短暫應急供電。