[發(fā)明專利]一種帶有永磁發(fā)電機的輔助變流供電系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-09-11
• 公開（公告）號: CN113858949A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 李勇斌;李國鋒;夏建民;董啟政;李博韜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安中車永電電氣有限公司
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00
• 代理公司: 西安新動力知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 苗凌

本發(fā)明涉及一種帶有永磁發(fā)電機的輔助變流供電系統(tǒng)，包括永磁發(fā)電機，所述永磁發(fā)電機一端連接有柴油機，另一端連接有輔助變流器，所述輔助變流電路包括AC/DC整流器，所述AC/DC整流器的一端與永磁發(fā)電機連接，另一端與超帶寬DC/DC穩(wěn)壓變換器連接，所述DC/DC穩(wěn)壓變換器的另一端通過直流母線輸出至若干個DC/AC逆變器，所述DC/AC逆變器與相應設備連接。該供電系統(tǒng)噪音小，且無泄漏環(huán)境污染問題，有效利用了柴油機輔助功率。

技術領域

本發(fā)明屬于軌道車輔助電路技術領域，涉及一種帶有永磁發(fā)電機的輔助變流供電系統(tǒng)。

背景技術

地鐵工程車的牽引和輔助系統(tǒng)目前大多采用液力傳動，輔助系統(tǒng)負載主要由空氣壓縮機、柴油機冷卻風扇、司機生活用電等組成。其中空氣壓縮機多采用皮帶傳動；柴油機冷卻風扇多采用液力耦合器傳動，生活用電多采用恒速恒壓工頻輔助發(fā)電機組供電。液力和機械輔助傳動系統(tǒng)相對電傳動系統(tǒng)效率較低、噪音大、漏油環(huán)境污染、故障率較高、控制不靈活、能耗較大。若牽引系統(tǒng)仍采用液力傳動，輔助系統(tǒng)冷卻風扇和空壓機采用交流異步電機驅(qū)動，生活用電采用變流器供電則可有效減小機車噪音、提高工作效率、控制更加靈活并可減少因液壓油泄露造成的環(huán)境污染。本發(fā)明方案輔助系統(tǒng)電源由一臺經(jīng)特殊消諧設計的永磁輔助發(fā)電機提供，永磁輔助發(fā)電機由機車柴油機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速變化范圍800-2100rpm，輔助變流器將永磁發(fā)電機輸出的超寬幅值、頻率電壓變換成穩(wěn)定可控的交流供電電源，分別驅(qū)動不同負載電機的同時并提供工頻生活用電能量。永磁發(fā)電輔助變流供電系統(tǒng)可根據(jù)負載工況需求靈活調(diào)整輔助負載的投切控制和功率控制節(jié)省電能。鑒于永磁發(fā)電技術和輔助電源控制技術的先進性，發(fā)明設計一種地鐵工程機車用永磁發(fā)電機超寬電壓、頻率變化范圍供電的輔助變流供電系統(tǒng)。

相對于工頻柴油發(fā)電機組，無論是采用同步電勵磁發(fā)電機還是永磁同步發(fā)電機，發(fā)電機組轉(zhuǎn)速變換范圍1500±2(rpm)，輸出電壓范圍380V/220V±5％，輸出頻率范圍50/60±1(hz)。而對于地鐵內(nèi)燃軌道機車，由于車速和牽引負載的調(diào)節(jié)，需要柴油機轉(zhuǎn)速在800-2100rpm范圍變化調(diào)節(jié)輸出功率，永磁輔助發(fā)電機和柴油機同軸安裝因此轉(zhuǎn)速同步大范圍變化，頻率變化范圍56.67Hz～140Hz，電壓變化范圍是235V～680V。相對于380v工頻勵磁控制技術，通常我們把大于100Hz的頻率調(diào)節(jié)和大于400v的電壓調(diào)節(jié)帶寬稱為超帶寬壓頻調(diào)節(jié)技術，這一調(diào)節(jié)技術方案需要通過創(chuàng)新的頻率、電壓變換方式實現(xiàn)，具有較大難度和創(chuàng)新性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提出一種帶有永磁發(fā)電機的輔助變流供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)噪音小，且無泄漏環(huán)境污染問題，有效利用了柴油機輔助功率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：一種帶有永磁發(fā)電機的輔助變流供電系統(tǒng)，其特征在于，包括永磁發(fā)電機，所述永磁發(fā)電機一端連接有柴油機，另一端連接有輔助變流器，所述輔助變流器包括AC/DC整流器，所述AC/DC整流器的一端與永磁發(fā)電機連接，另一端與超帶寬DC/DC穩(wěn)壓變換器連接，所述DC/DC穩(wěn)壓變換器的另一端通過直流母線輸出至若干個DC/AC逆變器，所述DC/AC逆變器與相應設備連接。

進一步地，所述DC/AC逆變器共設置有4個。

進一步地，所述4個DC/AC逆變器中的3個為變頻DC/AC逆變器，另外1個為定頻DC/AC逆變器。

進一步地，所述變頻DC/AC逆變器上連接有電動機，所述定頻DC/AC逆變器上連接通過變壓器連接有生活電源。

進一步地，所述3個變頻DC/AC逆變器上分別連接有兩臺柴油機冷卻風扇電機和一臺空壓機電機。

進一步地，所述永磁發(fā)電機為三相交流永磁同步發(fā)電機，所述永磁發(fā)電機的額定功率為60KW，額定轉(zhuǎn)速為1300rpm，轉(zhuǎn)速為800～2200rpm，輸出電壓為235V～680V AC。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：