一種內燃機車輔助變流裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種內燃機車輔助變流裝置，包括第一輔助控制單元、第二輔助控制單元、N路輔助供電回路以及一路蓄電池充電回路，所述第一輔助控制單元與第二輔助控制單元之間通訊相連，所述第一輔助控制單元與N1路輔助供電回路相連以進行供電控制，所述第二輔助控制單元與蓄電池充電回路以及N2路輔助供電回路相連以進行供電控制，其中N1+N2=N。本實用新型的內燃機車輔助變流裝置具有結構簡單、工作可靠性高以及冗余性好等優(yōu)點。
【專利說明】
一種內燃機車輔助變流裝置
技術領域
[0001]本實用新型主要涉及軌道交通技術領域，特指一種內燃機車輔助變流裝置。
【背景技術】
[0002]目前的內燃機車輔助變流器普遍由四個以下變流模塊組成，采用單個ACU即可以滿足要求，但當再增加一個變流模塊，或者需增加空調邏輯控制功能時，單個ACU的局限性開始顯現(xiàn):I )、擴展能力有限；2)通訊通道有限；3)模擬量及數(shù)字I/O通道有限。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題就在于:針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、可靠性高以及冗余性好的內燃機車輔助變流裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為:
[0005]—種內燃機車輔助變流裝置，包括第一輔助控制單元、第二輔助控制單元、N路輔助供電回路以及一路蓄電池充電回路，所述第一輔助控制單元與第二輔助控制單元之間通訊相連，所述第一輔助控制單元與NI路輔助供電回路相連以進行供電控制，所述第二輔助控制單元與蓄電池充電回路以及N2路輔助供電回路相連以進行供電控制，其中NI +N2=N。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:
[0007]所述輔助供電回路的數(shù)量N為4，分別為用于給冷卻風扇風機提供電源的第一輔助供電回路，用于給牽引通風機電機提供電源的第二輔助供電回路，用于給空氣壓縮機提供電源的第三輔助供電回路，以及用于提供內燃機車生活用電的第四輔助供電回路。
[0008]所述第一輔助控制單元分別與第一輔助供電回路、第二輔助供電回路和第三輔助供電回路相連;所述第二輔助控制單元與第四輔助供電回路相連。
[0009]所述第一輔助控制單元包括第一輔助控制器、脈沖計數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道，所述脈沖計數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道均與所述第一輔助控制器相連;所述脈沖計數(shù)通道用于接收柴油機轉速脈沖信號并傳送至第一輔助控制器，所述第一模擬量通道用于接收內燃機車輔助發(fā)電機電壓信號并傳送至第一輔助控制器，所述第一輔助控制器用于接收柴油機轉速脈沖信號和電壓信號后產生PWM方波信號并通過脈沖輸出通道輸出至內燃機車輔助發(fā)電機勵磁繞組進行電壓閉環(huán)控制。
[0010]所述第二輔助控制單元包括第二輔助控制器，第二模擬量通道、數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道，所述第二模擬量通道、數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道均和第二輔助控制器相連;所述第二模擬量通道用于接收空調機組出風口溫度并傳送至第二輔助控制器，所述數(shù)字輸入通道用于接收各輔助供電回路的反饋信號并傳送至第二輔助控制器，所述第二輔助控制器用于接收溫度信號和反饋信號產生控制信號通過數(shù)字輸出通道輸出至輔助供電回路以進行供電控制。
[0011]各輔助供電回路均包括AC-DC-AC轉換模塊，用于將輸入電壓轉換為頻率以及電壓可調的PffM電壓。
[0012]所述第一輔助控制單元和第二輔助控制單元之間通過RS485通訊相連，所述第一輔助控制單元和第二輔助控制單元均與內燃機車車載微機通過RS485通訊相連。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于
[0014]本實用新型的內燃機車輔助變流裝置，從內燃機車輔助變流器存在的系統(tǒng)較大、輔助負載眾多、電路與邏輯控制復雜、電氣接口數(shù)量多等問題出發(fā)，通過結合輔助變流器系統(tǒng)的功能分區(qū)，主電路模塊化設計，將控制系統(tǒng)進行了拆分設計，對不同輔助供電回路獨立配置輔助控制單元，有效提升了系統(tǒng)的人機交互能力、可靠性及可維護性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的方框結構圖。
[0016]圖2為本實用新型的控制原理圖。
[0017]圖中標號表示:1、第一輔助控制單元;2、第二輔助控制單元;3、輔助供電回路;4、蓄電池充電回路。
【具體實施方式】
[0018]以下結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。
[0019]如圖1和圖2所示，本實施例的內燃機車輔助變流裝置，包括第一輔助控制單元I(圖中的ACU1)、第二輔助控制單元2(圖中的A⑶2)、N路輔助供電回路3以及一路蓄電池充電回路4，第一輔助控制單元I與第二輔助控制單元2之間通訊相連，第一輔助控制單元I與NI路輔助供電回路3相連以進行供電控制，第二輔助控制單元2與蓄電池充電回路4以及N2路輔助供電回路3相連以進行供電控制，其中N1+N2=N。本實用新型的內燃機車輔助變流裝置，從內燃機車輔助變流器存在的系統(tǒng)較大、輔助負載眾多、電路與邏輯控制復雜、電氣接口數(shù)量多等問題出發(fā)，結合輔助變流器系統(tǒng)的功能分區(qū)，主電路模塊化設計，創(chuàng)新將控制系統(tǒng)進行了拆分設計，對不同輔助供電回路3獨立配置輔助控制單元，有效提升了系統(tǒng)的人機交互能力、可靠性及維護性。
[0020]如圖1所示，本實施例中，輔助供電回路3由熔斷器、接觸器、電抗器以及核心部件輔變模塊組成，輔助供電回路3的數(shù)量N為4，分別為第一輔助供電回路(圖中的AC1)、第二輔助供電回路(圖中的AC2)、第三輔助供電回路(圖中的AC3)和第四輔助供電回路(圖中的AC4)，其中第一輔助供電回路用于給冷卻風扇風機提供電源，其根據(jù)柴油機水溫對機車高溫水冷卻風扇電機、中冷水冷卻風扇電機實現(xiàn)變頻供電管理，為柴油機水冷系統(tǒng)提供強迫風冷;第二輔助供電回路用于給牽引通風機電機提供電源，其根據(jù)牽引電機溫度對機車前架牽引通風機電機、后架牽引通風機電機實現(xiàn)變頻供電管理，為機車牽引電機實現(xiàn)強迫風冷;第三輔助供電回路用于給空氣壓縮機提供電源，其根據(jù)機車風壓對機車空氣壓縮機實現(xiàn)定頻定壓供電管理，為機車總風缸、制動風缸提供壓縮空氣;第四輔助供電回路用于提供內燃機車生活用電，負責為機車小型風機、栗類電機以及空調機組等生活用電提供AC380V/50Hz、AC220V/50HZ電源。蓄電池充電電路則包含熔斷器、電抗器、二極管、EMI濾波器等，用于根據(jù)機車蓄電池電壓對蓄電池進行充電管理，保證蓄電池輸出直流的精度和穩(wěn)定，并為機車頭燈、走廊燈等提供直流電源。
[0021]本實施例中，第一輔助控制單元I分別與第一輔助供電回路、第二輔助供電回路和第三輔助供電回路相連;第二輔助控制單元2與第四輔助供電回路相連，分區(qū)合理，有效提高整個裝置的可靠性以及維護性。各輔助供電回路3均包括AC-DC-AC轉換模塊(輔變模塊INVl?INV4)，用于將輸入電壓轉換為頻率以及電壓可調的PffM電壓。
[0022]如圖2所示，本實施例中，第一輔助控制單元I包括第一輔助控制器、脈沖計數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道，脈沖計數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道均與第一輔助控制器相連;脈沖計數(shù)通道用于接收柴油機轉速脈沖信號并傳送至第一輔助控制器，第一模擬量通道用于接收內燃機車輔助發(fā)電機電壓信號并傳送至第一輔助控制器，第一輔助控制器用于接收柴油機轉速脈沖信號和電壓信號后產生PWM方波信號并通過脈沖輸出通道輸出至內燃機車輔助發(fā)電機勵磁繞組進行電壓閉環(huán)控制。另外第一輔助控制單元I還具備以下功能:1、負責輔助供電回路ACl?AC3各子部件的邏輯控制，包括各開關器件的驅動控制、各輔變模塊INVl?INV3的故障硬線復位;2、采集輔助供電回路ACl?AC3各子部件反饋信號，監(jiān)控各節(jié)點故障情況;3、采集機車柴油機水溫、牽引電機溫度，根據(jù)機車工況實時調節(jié)輔變模塊INV1、INV2輸出電壓和頻率，達到對冷卻風扇電機、牽引通風機電機實行VVVF供電管理的目的；4、通過PORTO通道與車載微機進行RS485通訊，實時接收微機傳送的指令，并將輔助變流器系統(tǒng)工況、運行參數(shù)、故障內容傳送給機車微機;通過PORTl通道對INVl?INV3進行通訊管理，控制各模塊啟停與工作頻率，讀取各模塊運行參數(shù)與故障內容。
[0023]本實施例中，第二輔助控制單元2包括第二輔助控制器，第二模擬量通道、數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道，第二模擬量通道、數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道均和第二輔助控制器相連;第二模擬量通道用于接收空調機組出風口溫度并傳送至第二輔助控制器，數(shù)字輸入通道用于接收各輔助供電回路3的反饋信號并傳送至第二輔助控制器，第二輔助控制器用于接收溫度信號和反饋信號產生控制信號通過數(shù)字輸出通道輸出至輔助供電回路3以進行供電控制。另外第二輔助控制單元2通過PORTO通道與ACUl進行RS485通訊，將INV4、空調機組運行工況與故障內容通過第一輔助控制單元I傳送給機車微機;通過PORTl通道對INV4進行通訊管理，控制INV4啟停與工作頻率，讀取模塊運行參數(shù)與故障內容。另外根據(jù)機車空調開關操縱指令，結合各開關器件、空調機組反饋狀態(tài)控制電路邏輯，使空調機組運行在正確工況；以及根據(jù)空調機組出風口溫度調節(jié)空調機組通風風速，保證司機室溫度恒定；此外，當ACUl與ACU2之間通訊丟失時，ACU2仍然可以繼續(xù)工作，而A⑶2故障時可通過硬線信號傳送給ACUl。
[0024]本實施例中，第一輔助控制單元I和第二輔助控制單元2之間通過RS485通訊相連，第一輔助控制單元I和第二輔助控制單元2均與內燃機車車載微機通過RS485通訊相連。本實用新型在傳統(tǒng)設計基礎上增加一個ACU單元，結合內燃機車輔助變流器系統(tǒng)原理，對各子部件如接觸器、變流模塊等進行管理分配，提升了系統(tǒng)冗余能力和可靠性。
[0025]雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，包括第一輔助控制單元(I)、第二輔助控制單元(2 )、N路輔助供電回路(3)以及一路蓄電池充電回路(4)，所述第一輔助控制單元(I)與第二輔助控制單元(2)之間通訊相連，所述第一輔助控制單元(I)與NI路輔助供電回路(3)相連以進行供電控制，所述第二輔助控制單元(2)與蓄電池充電回路(4)以及N2路輔助供電回路(3)相連以進行供電控制，其中N1+N2=N。2.根據(jù)權利要求1所述的內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，所述輔助供電回路(3)的數(shù)量N為4，分別為用于給冷卻風扇風機提供電源的第一輔助供電回路，用于給牽引通風機電機提供電源的第二輔助供電回路，用于給空氣壓縮機提供電源的第三輔助供電回路，以及用于提供內燃機車生活用電的第四輔助供電回路。3.根據(jù)權利要求2所述的內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，所述第一輔助控制單元(1)分別與第一輔助供電回路、第二輔助供電回路和第三輔助供電回路相連;所述第二輔助控制單元(2)與第四輔助供電回路相連。4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，所述第一輔助控制單元(I)包括第一輔助控制器、脈沖計數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道，所述脈沖計數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道均與所述第一輔助控制器相連;所述脈沖計數(shù)通道用于接收柴油機轉速脈沖信號并傳送至第一輔助控制器，所述第一模擬量通道用于接收內燃機車輔助發(fā)電機電壓信號并傳送至第一輔助控制器，所述第一輔助控制器用于接收柴油機轉速脈沖信號和電壓信號后產生PWM方波信號并通過脈沖輸出通道輸出至內燃機車輔助發(fā)電機勵磁繞組進行電壓閉環(huán)控制。5.根據(jù)權利要求4所述的內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，所述第二輔助控制單元(2)包括第二輔助控制器，第二模擬量通道、數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道，所述第二模擬量通道、數(shù)字輸入通道和數(shù)字輸出通道均和第二輔助控制器相連;所述第二模擬量通道用于接收空調機組出風口溫度并傳送至第二輔助控制器，所述數(shù)字輸入通道用于接收各輔助供電回路(3)的反饋信號并傳送至第二輔助控制器，所述第二輔助控制器用于接收溫度信號和反饋信號產生控制信號通過數(shù)字輸出通道輸出至輔助供電回路(3)以進行供電控制。6.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，各輔助供電回路(3)均包括AC-DC-AC轉換模塊，用于將輸入電壓轉換為頻率以及電壓可調的PffM電壓。7.根據(jù)權利要求1所述的內燃機車輔助變流裝置，其特征在于，所述第一輔助控制單元(I)和第二輔助控制單元(2)之間通過RS485通訊相連，所述第一輔助控制單元(I)和第二輔助控制單元(2)均與內燃機車車載微機通過RS485通訊相連。
【文檔編號】H02M5/40GK205584030SQ201620378259
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李強勤, 羅國永, 唐勇軍, 饒沛南, 何學雄, 鄒建軍, 徐文龍, 魏文海, 顏艷嬌
【申請人】株洲中車時代電氣股份有限公司