[发明专利]具有永磁同步发电机的柴油电力驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的柴油电力驱动系统。

背景技术

这种类型的驱动系统在Olaf Koerner(奥拉夫·科尔纳)、Jens Brand(延斯·布朗特)和Karsten Rechenberg(卡斯滕·瑞兴博格)合著的标题为“Energy Efficient Drive System for a Diesel Electric ShuntingLocomotive(用于柴油电力调车机车的节能驱动系统)”的论文(刊登于2005年9月11日至14日德累斯顿EPE会议“EPE’2005”会议论文集)中有所涉及。该论文对两种具有永磁同步发电机的柴油电力驱动系统进行了比较。这两种驱动系统的区别仅在于，其中一个驱动系统中的电压型变换器的发电机侧变流器为二极管整流器，而另一个驱动系统中的电压型变换器的发电机侧变流器为自换相脉冲变流器。该论文将自换相脉冲变流器称为“IGBT整流器”。这两种驱动系统的电压型变换器的中间电路均可与制动电阻相连。为此设置有也可称为“GTO晶闸管”的门极可关断晶闸管。借助于这个脉冲电阻可使电压型变换器的中间电路中的直流电压在制动模式下——即当中间电路由负载(特定而言为感应电机)提供能量时——承担起避免最大允许中间电路电压被超过的任务。一部分制动功率用于补偿空转柴油机的阻力矩。其不利之处在于，须为制动调节器使用附加的变流器桥接旁路，并且这个制动调节器的附加性母线敷设须与中间电路的母线敷设一起进行。其中需要注意的是，制动调节器应以低电感方式进行连接。根据具体的制动力矩，有可能需要为制动调节器使用其他的彼此并联的变流器桥接旁路。此外还须为门极可关断晶闸管使用控制装置。除此之外，用作制动调节器的门极可关断晶闸管还具有复杂的电路网络，这个电路网络相应需要占用一定的空间。

DE 102 10 164 A1中公开了一种用于在发电站中为永磁同步电动机进行多整流器供电的装置。这种永磁同步发电机具有两个在线圈匝数上采取不同实施方式的多相定子绕组系统。其中一个绕组系统连接在可控整流器(例如IGBT整流器)上。这个可控整流器的任务是对永磁同步发电机的功率输出进行调节，进而对其进行转速调节。为此，在低转速范围内通电，从而使电功率只经过这个绕组系统和连接在直流电压中间电路上的可控整流器。第二绕组系统连接在不可控整流器(例如多脉冲二极管电桥)上，这个不可控整流器与可控整流器连接在同一个直流电压中间电路上。如果线间(即相间)旋转电压(又称“同步电动势”)大于直流电压中间电路的中间电路电压，不可控整流器就会将第二绕组系统中的电流调整至直流电压中间电路的电流。其中，由于第一和第二绕组系统之间存在磁耦合，因而第二绕组系统中的电流会在幅值和相位方面受到第一绕组系统中的电流的影响，第一绕组系统中的电流由有源整流器(可控整流器)调节。也就是说，借助可控整流器也可在一定程度上对不可控整流器的绕组系统中的电流进行调节。这种装置的有功功率传输主要由不可控整流器承担，因此，可控整流器采取小功率设计，以此达到降低成本的目的。借助于这个通常也被称为“自换相脉冲变流器”的可控整流器可避免永磁同步发电机在过励磁状态下进行工作。此外还可对发电机转矩中由不可控整流器引起的谐波进行补偿。

发明内容

因此，本发明的目的是对普通的柴油电力驱动系统进行改进，使其无需再使用附加的制动调节器。

根据本发明，这个目的通过权利要求1的区别特征并结合权利要求1前序部分的特征而达成。

如果电压型中间电路变换器的发电机侧的自换相脉冲变流器的每个发电机侧接点均借助一开关装置与一个制动电阻导电相连，这个自换相脉冲变流器就可额外承担制动电流调节这一任务。借此可省去电压型中间电路变换器的中间电路上的制动调节器。