本發(fā)明涉及內燃機車控制領域，尤其涉及內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)。

背景技術：

為了保證內燃機車的正常運行，將牽引變流柜在內燃機車使用之前，需要對內燃機車的牽引變流柜進行調試。

現(xiàn)有技術中，通過搭建地面平臺來對內燃機車的牽引變流柜進行調試，該地面平臺類似于一個地面運行的車輛，只是將內燃機車上各部件按次序擺放在地面上來進行試驗。包括：柴油機、發(fā)電機、牽引變流柜、牽引電機、發(fā)電機冷卻風機、牽引電機冷卻風機、牽引變流柜冷卻水泵、充電機和控制系統(tǒng)供電等。其中，牽引變流柜中包括牽引控制單元和輔助控制單元；柴油機帶動發(fā)電機運行，發(fā)電機發(fā)出的三相交流電輸入到牽引變流柜中，三相交流電通過牽引變流柜內的整流和逆變單元后，一部分能量通過牽引控制單元控制牽引電機，進行電機特性試驗，另一部分能量通過輔助控制單元控制外被設備的電阻或風機(如發(fā)電機冷卻風機、牽引電機冷卻風機、牽引變流柜冷卻水泵、充電機或控制系統(tǒng)供電等)的運行，進行負載試驗。

然而，現(xiàn)有的內燃機車牽引變流柜的調試系統(tǒng)復雜。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術中內燃機車牽引變流柜的調試系統(tǒng)復雜的問題。

本發(fā)明提供了一種內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)，包括調試設備子系統(tǒng)；

所述調試設備子系統(tǒng)包括:

第一變頻器、第一陪試電機、主發(fā)電機、勵磁控制系統(tǒng)、牽引變流柜、牽引電機、第二陪試電機和至少一個負載；其中，所述牽引變流柜包括：整流和逆變單元、牽引控制單元和輔助控制單元；

所述第一變頻器用于將電網的三相交流電進行變頻處理后發(fā)送給第一陪試電機，拖動主發(fā)電機旋轉，所述主發(fā)電機運行，所述主發(fā)電機通過所述勵磁控制系統(tǒng)的作用向所述牽引變流柜供電，所述牽引變流柜的整流和逆變單元用于對所述主發(fā)電機提供的三相交流電進行整流和逆變處理，并將一部分整流和逆變處理后的電能提供給所述牽引控制單元控制所述牽引電機或第二陪試電機的運行，將另一部分整流和逆變處理后的電能提供給所述輔助控制單元控制所述至少一個負載的運行。

調試設備子系統(tǒng)還包括：第二變頻器；

內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)，還包括：控制臺；

控制臺與上述調試設備子系統(tǒng)通信連接；控制臺用于通過通信連接控制調試設備子系統(tǒng)。

控制臺還設置有調試檢測設備接口，試檢測設備接口用于連接調試檢測設備。

控制臺還包括調試設備子系統(tǒng)的停止或啟動按鈕。

控制臺與調試設備子系統(tǒng)通過硬線方式通信連接。

控制臺與調試設備子系統(tǒng)通過網絡方式通信連接。

第一變頻器為直交不控整流變頻器。

第二變頻器為含四象限逆變的交直交型變頻器。

本發(fā)明提供的一種內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)，通過第一變頻器將電網的三相交流電進行變頻處理后發(fā)送給第一陪試電機，拖動主發(fā)電機旋轉，所述主發(fā)電機運行，進而主發(fā)電機通過勵磁控制系統(tǒng)的作用向牽引變流柜供電，三相交流電經過牽引變流柜的整流和逆變單元整流和逆變處理后，一部分電能提供給牽引控制單元控制牽引電機或第二陪試電機的運行，另一部分電能提供給輔助控制單元控制至少一個負載的運行。

由于第一變頻器把電網中的三相交流電變頻后經過第一陪試電機可以拖動主發(fā)電機旋轉，替代了柴油機作為能量來源。使得內燃機車牽引變流柜的調試系統(tǒng)由機電混合系統(tǒng)變成電氣系統(tǒng)，從而降低了系統(tǒng)的復雜程度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例一牽引電機牽引特性調試試驗和對應的電阻、風機負載試驗的試驗流程以及試驗過程中的能量流向；

圖2為本發(fā)明內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例一牽引電機制動特性調試試驗和對應的電阻、風機負載試驗的試驗流程以及試驗過程中的能量流向；

圖3為本發(fā)明內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例二調試試驗的另外一種實施方式以及試驗過程中能量流動示意圖；

圖4為本發(fā)明在內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例三調試試驗過程中控制臺對調試設備子系統(tǒng)的控制實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

利用變頻器將電網的三相交流電進行變頻處理后經過第一陪試電機拖動主發(fā)電機旋轉，主發(fā)電機在勵磁控制系統(tǒng)的作用下可作為內燃機車牽引變流柜調試試驗的能量來源，使得內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)由機電混合系統(tǒng)變成電氣系統(tǒng)，不僅對整個內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)起到簡化作用，而且全電氣的內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)有利于操作臺實現(xiàn)控制，從而提高了整個內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)的可操控性。

下面以具體地實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。

實施例一

圖1、圖2為本發(fā)明內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例一的示意圖。

如圖1所示：本發(fā)明提供的一種內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

調試設備子系統(tǒng)，調試設備子系統(tǒng)包括:

第一變頻器、第一陪試電機、主發(fā)電機、勵磁控制系統(tǒng)、牽引變流柜、牽引電機、第二陪試電機和至少一個負載；其中，牽引變流柜包括：整流和逆變單元、牽引控制單元和輔助控制單元；

具體的，本實施例本實施例以及以下實施例中：負載可以為制動電阻柜和/或風機系統(tǒng)；風機系統(tǒng)包括：發(fā)電機冷卻風機、牽引電機冷卻風機和陪試電機冷卻風機；第一變頻器可以為直交不控整流變頻器。

具體的，第一陪試電機用于拖動主發(fā)電機的旋轉；第二陪試電機用于配合牽引電機完成內燃機牽引變流柜調試試驗。并且，第一陪試電機與主發(fā)電機同軸連接；第二陪試電機與牽引電機同軸連接。

可選的，牽引變流柜調試試驗可以為牽引控制單元的牽引電機牽引特性調試試驗和對應的輔助控制單元的負載試驗。試驗流程以及試驗過程中的能量流向，具體如圖1所示：

電網的三相交流電通過第一變頻器變頻后進入第一陪試電機并由第一陪試電機拖動主發(fā)電機運行，其中，第一變頻器和第一陪試電機分別起到變頻作用和拖動主發(fā)電機旋轉的作用。在勵磁控制系統(tǒng)的作用下，主發(fā)電機將帶有輸出特性的電能送入牽引變流柜系統(tǒng)，先經過整流和逆變單元整流逆變作用后，一部分電能進入牽引變流柜的牽引控制單元拖動牽引電機運行。此時，牽引電機處于牽引狀態(tài)，第二陪試電機處于制動狀態(tài)。與此同時，另一部分能量進入牽引變流柜的輔助控制單元，控制上述負載進行負載試驗。

可選的，內燃機車牽引變流柜調試試驗還可以為牽引控制單元的牽引電機制動特性調試試驗和對應的輔助控制單元的負載試驗。如圖2所示：

經過牽引變流柜的整流和逆變單元后的電能一部分進入牽引控制單元拖動第二陪試電機運行，此時牽引電機處于制動狀態(tài)。與此同時，另一部分能量進入牽引變流柜的輔助控制單元，控制上述負載進行負載試驗。

可選的，勵磁控制系統(tǒng)用于控制主發(fā)電機的正常輸出。

可選的，蓄電池可用于給內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)供電。

可選的，充電機用于將高壓電轉換為蓄電池可利用的電能形式。

本實施例中，由于第一變頻器代替柴油機運用在內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)中，使得試驗系統(tǒng)由機電混合系統(tǒng)變成電氣系統(tǒng)，從而降低了系統(tǒng)的復雜程度。

實施例二

圖3為本發(fā)明內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例二的示意圖。

實施例二是在實施例一的基礎上，進一步地，調試設備子系統(tǒng)還包括：第二變頻器；第二變頻器為含四象限逆變的交直交型變頻器，帶四象限功能的變頻器可以使能量雙向流動。

其中，在圖3中，實線箭頭代表牽引電機牽引特性試驗時能量流動，虛線箭頭代表牽引電機制動特性試驗時能量流動。

具體的，本實施例以及以下實施例中：母線電壓是指在牽引變流柜中，進入牽引控制單元以及輔助控制單元之前的線路上的電壓。

如圖3所示，第二變頻器連接于電網與第二陪試電機之間。第二變頻器在內燃機車牽引變流柜調試試驗中所起的作用，如下：

可選的，當牽引電機牽引特性試驗時，此時，第二陪試電機處于制動狀態(tài)，會產生能量，第二變頻器用于將第二陪試電機產生的電能回饋電網；從而起到了節(jié)約能源，提高能量利用率的作用；

可選的，當牽引電機制動特性試驗時，第二變頻器用于將電網的三相交流電進行變頻處理后拖動第二陪試電機旋轉，使得第二陪試電機處于牽引狀態(tài)；從而避免了牽引電機制動特性試驗時需要將第二陪試電機與牽引電機調換位置的步驟，起到了簡化試驗步驟的作用；另外，待母線電壓穩(wěn)定在制動控制設定值時，圖3虛線框中的第一變頻器、主發(fā)電機和勵磁控制系統(tǒng)可以停止工作，進一步起到節(jié)省量的作用。

可選的，當牽引電機制動特性試驗時，制動電阻柜可用于牽引控制單元剩余能量泄放提供回路。

可選的，當牽引電機制動特性試驗時，充電機可以對牽引控制單元剩余能量轉換為蓄電池可存儲的能量。

本實施例提供了把第二變頻器介入電網與第二陪試電機之間的試驗方案，不僅可以用于將電網的三相交流電進行變頻處理后拖動第二陪試電機旋轉，使第二陪試電機運行在牽引工況，避免了牽引電機制動特性試驗時需要將第二陪試電機與牽引電機調換位置的步驟；還可以用于將第二陪試電機制動狀態(tài)時產生的電能回饋電網，而且還提高整體系統(tǒng)的設備利用率，環(huán)保節(jié)能。另外，用于負載試驗的制動變阻器和在牽引電機制動特性試驗時，可用作牽引控制單元剩余能量泄放提供回路，體現(xiàn)了充分利用試驗設備的優(yōu)點。在進行牽引電機制動特性試驗時，待母線電壓穩(wěn)定在制動控制設定值時，圖3虛線框中的第一變頻器、主發(fā)電機和勵磁控制系統(tǒng)可以停止工作，進一步起到節(jié)省量的作用。

實施例三

圖4為本發(fā)明內燃機車牽引變流柜調試系統(tǒng)實施例三的示意圖。圖4中控制單元包括：牽引控制單元和輔助控制單元。

實施例三是在實施例一或實施例二所示實施例的基礎上，進一步地，還包括：控制臺。如圖4所示：

可選的，控制臺包括上位機；

可選的，上位機設置有整個系統(tǒng)的設備停止或啟動控制的按鈕，能夠隨時切斷各設備輸入輸出，以防意外危險情況發(fā)生的時候，可通過此控制整個系統(tǒng)停止工作，起到安全保護的作用?？蛇x的，上位機可以實現(xiàn)接觸器通斷操作；可選的，上位機可以給定列車控制和管理系統(tǒng)(Train Control and Management System；簡稱TCMS)運行指令，通過控制TCMS控制調試設備子系統(tǒng)中相關設備的運行；可選的，上位機可以接收TCMS傳來的數(shù)據(jù)并對其進行監(jiān)控。

可選的，控制臺還包括檢測設備監(jiān)控區(qū)；

可選的，檢測設備監(jiān)控區(qū)設置有場地攝像頭的監(jiān)控接口，同時在試驗區(qū)場地關鍵部位安裝監(jiān)控攝像頭，便于試驗人員調試和遠程監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，以便于實時了解試驗場地情況；可選的，檢測設備監(jiān)控區(qū)調設置有調試檢測設備接口，示波器、轉矩儀，功率分析儀、溫度巡檢儀等這些檢測設備的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)讲倏嘏_，以方便調試人員對這些數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)其記錄、分析等功能。可選的，檢測設備監(jiān)控區(qū)還設置有牽引變流柜調試程序下載和監(jiān)控接口。

可選的，控制臺與調試設備子系統(tǒng)通信連接；控制臺用于通過通信連接控制調試設備子系統(tǒng)。

可選的，通信連接包括：硬線連接方式。通過硬線連接方式連接的設備可以如圖4所示，硬線連接方式在圖中用線箭頭表示。硬線連接針主要是針對高速斷路器、交直流接觸器的操作，負責高壓電氣輸入輸出控制以及負載投放；

可選的，通信連接還包括：網絡連接方式。通過硬線連接方式連接的設備可以如圖4所示，硬線連接方式在圖中用空心箭頭表示。主要通過多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus；簡稱MVB)網絡、以太網、CAN通訊網絡和串口通訊連接，負責控制命令的實施、數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄運行過程中的各個試驗參數(shù)以及數(shù)據(jù)。

可選的，操作臺通過TCMS系統(tǒng)(列車控制和管理系統(tǒng))實現(xiàn)對電網供電系統(tǒng)、第一變頻器、第二變頻器、風機系統(tǒng)、牽引變流柜系統(tǒng)、充電機和勵磁控制系統(tǒng)等設備進行硬線連接的控制：通過操作控制接觸器實現(xiàn)切斷或投放設備到系統(tǒng)，對接觸器進行互鎖邏輯處理以及操作失誤報警提示。

可選的，操作臺通過網絡通信連接對調試設備子系統(tǒng)的設備進行調節(jié)；可選的，通過串口網絡對第一變頻器、第二變頻器進行轉速調節(jié)；可選的，通過以太網對牽引變流柜、充電機和勵磁控制單元運行提供指示信號；可選的，通過網絡通信連接將上述子系統(tǒng)的設備運行的關鍵試驗數(shù)據(jù)，如母線電壓、牽引電機轉矩、電流、轉速和控制電源電壓等，并把上述試驗數(shù)據(jù)傳輸至操控臺，用于分析和監(jiān)控設備及試驗數(shù)據(jù)是否正常。

本實施例提供的控制臺對內燃機車牽引變流柜調試試驗的運行進行控制、監(jiān)控以及試驗中獲得數(shù)據(jù)及圖表的顯示與下載，從本實施例中可以看出，通過利用變頻器替代柴油機，內燃機車牽引變流柜的調試系統(tǒng)變?yōu)槿姎庀到y(tǒng)，針對該電氣系統(tǒng)通過硬線和網絡傳輸來搭建遠程操控臺，根據(jù)不同試驗要求來控制不同設備的切換運行，提高了整個系統(tǒng)的靈活性和安全性和整個系統(tǒng)的可操縱性。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。