[实用新型]一种交流传动机车电气牵引系统

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到电动机车领域，特指一种适用于交流传动机车的电气牵引系统。

背景技术

近年来，随着国内外市场对铁路机车高速重载牵引性能要求的不断提高，客户对交流传动机车电气牵引系统的以下方面提出了更多更新的需求：

（1）高效能粘着控制性能。现有交流传动机车电气牵引系统的粘着控制采用基于计算加速度的控制方式，但机车轮对半磨耗时，机车起动牵引力、持续牵引力有限，无法满足用户和市场需求。

（2）高效能故障牵引性能。现有交流传动机车电气牵引系统在故障牵引条件下，因牵引电机功率无法自动调节，总牵引功率无法满足故障牵引功率限制要求。

（3）低恒速功能要求。现有交流传动机车电气牵引系统无法满足机车低恒速度行驶功能。

（4）高辅助系统能效比。现有交流传动机车辅助系统均采用交直或部分交流传动方式，控制模式粗犷，能效比低，在经济性和环保性方面存在诟病。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、运行稳定可靠、综合性能好的交流传动机车电气牵引系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种交流传动机车电气牵引系统，包括控制系统、主传动系统和辅助变流系统；还包括一设置于机车上的测速雷达，所述测速雷达与控制系统相连并将采集到的机车实时速度信号传送给控制系统，所述控制系统根据机车瞬时速度持续变化的数值分布实时判断机车轮对和轨面的粘着状态，并根据机车轮轨粘着力限制值的实时变化情况对主传动系统中牵引电动机的给定转矩值进行调节。

作为本实用新型的进一步改进：

所述控制系统的微机控制系统LCS中设置低恒速控制模块，所述控制系统的传动控制单元DCU中设置牵引特性控制模块，所述低恒速控制模块与低恒速手柄相连；当机车转为低恒速工况时，所述低恒速控制模块根据低恒速手柄的恒速指令通过调节牵引力或制动力的给定变化，使机车运行于指定速度。

所述控制系统内的微机控制系统LCS中设置LCS故障牵引控制模块，所述控制系统的传动控制单元DCU中设置DCU故障牵引控制模块；当监测某一牵引电动机或者其对应的逆变模块故障时，所述LCS故障牵引控制模块对牵引力进行重新分配，DCU故障牵引控制模块根据控制指令封锁故障相应的逆变模块驱动并对牵引电动机给定转矩进行重新分配。

所述辅助变流系统主要包括辅助变流控制单元ACU 、两套励磁模块、若干个辅助变流模块以及若干个AC-DC-AC变频模块，所述励磁模块与辅助交流发电机的输出端相连，所述励磁模块的输出端经辅助变流模块和与之对应的AC-DC-AC变频模块后与辅助负载相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型可改进粘着控制策略，大幅提升粘着性能。本实用新型采用了基于雷达测速的粘着控制策略，机车轮对半磨耗时，机车起动牵引力可达到600kN，持续牵引力可达到520kN（速度为16km/h）。

（2）本实用新型实现了故障牵引优化，可大幅提升故障牵引性能。当一台或多台牵引电动机故障时，则控制系统控制剩余牵引电动机按设计满功率运行，使得机车牵引功率损失最少。

（3）本实用新型应用低恒速控制技术，实现了机车低恒速功能。机车具备可在0.5～10km/h的任一速度设定点进行恒速控制功能，且单机或重联运行均可实现。

（4）本实用新型实现了辅助负载全变频控制，所有冷却系统负载均进行变频起动并根据冷却系统温度变频运行。在保证冷却效果的同时，最大限度地减少了机车辅助能量的消耗。

附图说明

图1是本实用新型结构的框架原理示意图。

图2是具体实施例中主传动系统的框架原理示意图。

图3是具体实施例中控制系统的框架原理示意图。

图4是具体实施例中辅助变流系统的框架原理示意图。

图例说明：

1、控制系统；101、LCS故障牵引控制模块；102、DCU故障牵引控制模块；103、低恒速控制模块；104、牵引特性控制模块；105、低恒速手柄；2、主传动系统；201、主发电机；202、牵引变流器；203、牵引电动机；204、制动电阻装置；3、辅助变流系统；301、辅助变流控制单元；302、AC-DC-AC变频模块；303、辅助交流发电机；304、励磁模块；401、测速雷达。

具体实施方式