專利名稱：內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力電子裝置，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)鐵路內(nèi)燃機(jī)車輔助系統(tǒng)采用交流傳動(dòng)，由機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)提供電源。輔助發(fā)電機(jī)采用交流同步發(fā)電機(jī)，輔助發(fā)電機(jī)與機(jī)車柴油機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，控制輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，使得輔助發(fā)電機(jī)輸出保持u/f恒定特性。目前我國(guó)輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁主要有2種方式，相控整流勵(lì)磁方式和固定勵(lì)磁方式:I)相控整流勵(lì)磁方式輔發(fā)輸出的三相交流電經(jīng)三相相控整流，形成脈動(dòng)的直流電給輔發(fā)勵(lì)磁繞組提供電源。而相控整流輸出直流脈動(dòng)大將影響到輔發(fā)三相交流電壓波形系數(shù)品質(zhì)變差，同時(shí)也涉及到輔發(fā)勵(lì)磁繞組的絕緣壽命。2)固定勵(lì)磁方式固定勵(lì)磁方式是將機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)的輸出電壓特性做得相對(duì)軟一些，一般米用機(jī)車蓄電池充電機(jī)輸出的機(jī)車控制電直接給輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組供電。輔助發(fā)電機(jī)固定勵(lì)磁，使得輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓不是閉環(huán)控制，尤其在負(fù)載不同時(shí)，輔發(fā)輸出電壓值會(huì)不同，使得輔助發(fā)電機(jī)輸出在一定程度上偏離U/f恒定特性，對(duì)輔助系統(tǒng)電機(jī)工作不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)以上缺點(diǎn)提出一種對(duì)輔助發(fā)電機(jī)電壓控制效果好，精度高，響應(yīng)快的裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電通過(guò)輸入端輸入給內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置輸出端與控制器的I端連接，控制器的2端與機(jī)車蓄電池連接，還具有以下結(jié)構(gòu):對(duì)內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)發(fā)出的變頻變壓三相交流電進(jìn)行整流的全橋整流電路；對(duì)上述經(jīng)整流后的脈動(dòng)直流電進(jìn)行濾波的中間直流回路，濾波后形成穩(wěn)定的直流電；對(duì)上述穩(wěn)定直流電流進(jìn)行定頻調(diào)寬斬波的斬波功率開(kāi)關(guān)模塊；與斬波功率開(kāi)關(guān)模塊連接的，用于導(dǎo)通上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率開(kāi)關(guān)器件的控制板；用于吸收上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)閉過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓的吸收回路，與斬波功率開(kāi)關(guān)模塊并聯(lián)；在上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率器件閉合時(shí)，為輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流提供續(xù)流回路的續(xù)流二極管。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):技術(shù)成熟可靠，輔助發(fā)電機(jī)電壓控制效果好，精度高。輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置對(duì)輔助發(fā)電機(jī)輸出三相交流電進(jìn)行全橋整流，與相控整流對(duì)比，本發(fā)明裝置對(duì)輔助發(fā)電機(jī)電壓的影響小，波形系數(shù)高；斬波功率開(kāi)關(guān)模塊可以工作在較高頻率條件下，系統(tǒng)響應(yīng)快，對(duì)輔助發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度高，使得輔助發(fā)電機(jī)輸出可以始終保持u/f恒定特性，極大優(yōu)化了輔助系統(tǒng)電機(jī)工作條件；同時(shí)具有故障勵(lì)磁功能，提高機(jī)車的可靠性。


圖1為內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置電路圖。圖中標(biāo)記為:D1_整流二極管，DlO-續(xù)流二極管，Dll-斬波二極管，101-控制板，Ql-功率開(kāi)關(guān)器件，Cl-電容，Rl-電阻，LCl-輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，QLl-控制器，1-控制器QLl的I端，2-控制器QLl的2端，E-機(jī)車蓄電池。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步對(duì)內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。這種內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，由全橋整流電路，中間直流回路，斬波功率開(kāi)關(guān)模塊，控制板，吸收回路和續(xù)流二極管DlO組成。內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相電由輸入端輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置輸出端與控制器的I端I連接，控制器的2端2與機(jī)車蓄電池E連接，全橋整流電路對(duì)內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)發(fā)出的變頻變壓三相交流電進(jìn)行整流，采用三相橋式全橋整流電路，由6個(gè)整流二極管Dl (或二極管模塊)組成；中間直流回路對(duì)上述經(jīng)整流后的脈動(dòng)直流電進(jìn)行濾波的，濾波后形成穩(wěn)定的直流電，中間直流回路由濾波器Cl組成；斬波功率開(kāi)關(guān)模塊對(duì)上述穩(wěn)定直流電流進(jìn)行定頻調(diào)寬斬波的，由功率開(kāi)關(guān)器件Ql和斬波二極管DlO并聯(lián)組成；控制板101與斬波功率開(kāi)關(guān)模塊連接，用于控制上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率器件Ql的開(kāi)關(guān)，控制板由單片機(jī)和I/O單元電路組成；吸收回路與斬波功率開(kāi)關(guān)模塊并聯(lián)，用于吸收上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率器件Ql開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓；在上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率器件Ql閉合時(shí)，續(xù)流二極管DlO為輔發(fā)勵(lì)磁繞組電流提供續(xù)流回路?？刂破鱍Ll和輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組串聯(lián)后與續(xù)流二極管DlO并聯(lián)，控制器QLl有I端和2端，續(xù)流二極管的輸出端與控制器QLl的I端I連接，續(xù)流二極管DlO的輸入端與輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組連接。蓄電池E的正極與控制器的2端連接，負(fù)極與輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組LCl的與續(xù)流二極管DlO輸入端連接的一端連接?？刂破鱍Ll可由輔發(fā)勵(lì)磁裝置控制，完成輔發(fā)的起勵(lì)和故障勵(lì)磁功能。在輔助發(fā)電機(jī)發(fā)電前，控制器QLl打到控制器QLl的2端2，使得機(jī)車蓄電池E電壓直接加到輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組LCl上，為輔助發(fā)電機(jī)進(jìn)行不控勵(lì)磁，此時(shí)輔助發(fā)電機(jī)發(fā)電，其發(fā)出的三相電進(jìn)入輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置經(jīng)輔發(fā)勵(lì)磁裝置變換后，與機(jī)車蓄電池E—起給輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組LCl供電，之后控制器QLl打到I端1，輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁就由輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置自己供電，完成輔助發(fā)電機(jī)起勵(lì)過(guò)程。當(dāng)輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置發(fā)生故障，也可將控制器QLl打到2端2，進(jìn)行故障勵(lì)磁，維持機(jī)車基本運(yùn)行，待機(jī)車返回后維修。根據(jù)不同輔助發(fā)電機(jī)故障勵(lì)磁大小的要求，蓄電池E可串聯(lián)一定阻值的功率電阻進(jìn)行分壓限流。
權(quán)利要求
1.燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電通過(guò)輸入端輸入給內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置輸出端與控制器的I端連接，控制器的2端與機(jī)車蓄電池連接，其特征在于具有: 對(duì)內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)發(fā)出的變頻變壓三相交流電進(jìn)行整流的全橋整流電路， 對(duì)上述經(jīng)整流后的脈動(dòng)直流電進(jìn)行濾波的中間直流回路，濾波后形成穩(wěn)定的直流電， 對(duì)上述穩(wěn)定直流電流進(jìn)行定頻調(diào)寬斬波的斬波功率開(kāi)關(guān)模塊， 與斬波功率開(kāi)關(guān)模塊連接的，用于導(dǎo)通上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率開(kāi)關(guān)器件的控制板， 用于吸收上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)閉過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓的吸收回路，與斬波功率開(kāi)關(guān)模塊并聯(lián)， 在上述斬波功率開(kāi)關(guān)模塊中功率器件閉合時(shí)，為輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流提供續(xù)流回路的續(xù)流二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:全橋整流電路采用三相橋式全橋整流電路，由6個(gè)整流二極管(或二極管模塊)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:中間直流回路由濾波器組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:斬波功率開(kāi)關(guān)模塊由功率開(kāi)關(guān)器件和斬波二極管并聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:吸收回路由電容和電阻串聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:控制板由單片機(jī)和I/o單元電路組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:控制器和輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組串聯(lián)后與續(xù)流二極管并聯(lián)，續(xù)流二極管的輸出端與控制器的I端連接，續(xù)流二極管的輸入端與輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，其特征在于:機(jī)車蓄電池的正極與控制器的2端連接，負(fù)極與輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的與續(xù)流二極管輸入端連接的一端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)輸出的三相電由輸入端輸入給內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置，內(nèi)燃機(jī)車交流輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置輸出端與控制器的1端連接，控制器的2端與機(jī)車蓄電池連接，包括全橋整流電路，中間直流回路，斬波功率開(kāi)關(guān)模塊，控制板，吸收回路，和續(xù)流二極管。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)輔助發(fā)電機(jī)電壓控制效果好，精度高。輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置對(duì)輔助發(fā)電機(jī)輸出三相電進(jìn)行全橋整流，對(duì)輔助發(fā)電機(jī)電壓的影響小，波形系數(shù)高；斬波管可以工作在較高頻率條件下，系統(tǒng)響應(yīng)快，對(duì)輔助發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度高。
文檔編號(hào)H02P9/14GK103095201SQ20121056784
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者田長(zhǎng)安, 閆春輝, 劉盛強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所有限公司