一種內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)燃機(jī)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(jìn)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(jìn)行供電控制，其中N1+N2=N。本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠性高以及冗余性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型主要涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特指一種內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的內(nèi)燃機(jī)車輔助變流器普遍由四個(gè)以下變流模塊組成，采用單個(gè)ACU即可以滿足要求，但當(dāng)再增加一個(gè)變流模塊，或者需增加空調(diào)邏輯控制功能時(shí)，單個(gè)ACU的局限性開始顯現(xiàn):I )、擴(kuò)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高以及冗余性好的內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為:
[0005]—種內(nèi)燃機(jī)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(jìn)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(jìn)行供電控制，其中NI +N2=N。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[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(fēng)扇風(fēng)機(jī)提供電源的第一輔助供電回路，用于給牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)提供電源的第二輔助供電回路，用于給空氣壓縮機(jī)提供電源的第三輔助供電回路，以及用于提供內(nèi)燃機(jī)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(jì)數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道，所述脈沖計(jì)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(jì)數(shù)通道用于接收柴油機(jī)轉(zhuǎn)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(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號和電壓信號后產(chǎn)生PWM方波信號并通過脈沖輸出通道輸出至內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組進(jìn)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(diào)機(jī)組出風(fēng)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(chǎn)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(jìn)行供電控制。
[0011]各輔助供電回路均包括AC-DC-AC轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為頻率以及電壓可調(diào)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(nèi)燃機(jī)車車載微機(jī)通過RS485通訊相連。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
[0014]本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置，從內(nèi)燃機(jī)車輔助變流器存在的系統(tǒng)較大、輔助負(fù)載眾多、電路與邏輯控制復(fù)雜、電氣接口數(shù)量多等問題出發(fā)，通過結(jié)合輔助變流器系統(tǒng)的功能分區(qū)，主電路模塊化設(shè)計(jì)，將控制系統(tǒng)進(jìn)行了拆分設(shè)計(jì)，對不同輔助供電回路獨(dú)立配置輔助控制單元，有效提升了系統(tǒng)的人機(jī)交互能力、可靠性及可維護(hù)性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的方框結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的控制原理圖。
[0017]圖中標(biāo)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(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0019]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)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(jìn)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(jìn)行供電控制，其中N1+N2=N。本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)車輔助變流裝置，從內(nèi)燃機(jī)車輔助變流器存在的系統(tǒng)較大、輔助負(fù)載眾多、電路與邏輯控制復(fù)雜、電氣接口數(shù)量多等問題出發(fā)，結(jié)合輔助變流器系統(tǒng)的功能分區(qū)，主電路模塊化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新將控制系統(tǒng)進(jìn)行了拆分設(shè)計(jì)，對不同輔助供電回路3獨(dú)立配置輔助控制單元，有效提升了系統(tǒng)的人機(jī)交互能力、可靠性及維護(hù)性。
[0020]如圖1所示，本實(shí)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(fēng)扇風(fēng)機(jī)提供電源，其根據(jù)柴油機(jī)水溫對機(jī)車高溫水冷卻風(fēng)扇電機(jī)、中冷水冷卻風(fēng)扇電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻供電管理，為柴油機(jī)水冷系統(tǒng)提供強(qiáng)迫風(fēng)冷;第二輔助供電回路用于給牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)提供電源，其根據(jù)牽引電機(jī)溫度對機(jī)車前架牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)、后架牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻供電管理，為機(jī)車牽引電機(jī)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫風(fēng)冷;第三輔助供電回路用于給空氣壓縮機(jī)提供電源，其根據(jù)機(jī)車風(fēng)壓對機(jī)車空氣壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)定頻定壓供電管理，為機(jī)車總風(fēng)缸、制動風(fēng)缸提供壓縮空氣;第四輔助供電回路用于提供內(nèi)燃機(jī)車生活用電，負(fù)責(zé)為機(jī)車小型風(fēng)機(jī)、栗類電機(jī)以及空調(diào)機(jī)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(jī)車蓄電池電壓對蓄電池進(jìn)行充電管理，保證蓄電池輸出直流的精度和穩(wěn)定，并為機(jī)車頭燈、走廊燈等提供直流電源。
[0021]本實(shí)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(gè)裝置的可靠性以及維護(hù)性。各輔助供電回路3均包括AC-DC-AC轉(zhuǎn)換模塊(輔變模塊INVl?INV4)，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為頻率以及電壓可調(diào)的PffM電壓。
[0022]如圖2所示，本實(shí)施例中，第一輔助控制單元I包括第一輔助控制器、脈沖計(jì)數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道，脈沖計(jì)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(jì)數(shù)通道用于接收柴油機(jī)轉(zhuǎn)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(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號和電壓信號后產(chǎn)生PWM方波信號并通過脈沖輸出通道輸出至內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組進(jìn)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(fù)責(zé)輔助供電回路ACl?AC3各子部件的邏輯控制，包括各開關(guān)器件的驅(qū)動控制、各輔變模塊INVl?INV3的故障硬線復(fù)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(diǎn)故障情況;3、采集機(jī)車柴油機(jī)水溫、牽引電機(jī)溫度，根據(jù)機(jī)車工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輔變模塊INV1、INV2輸出電壓和頻率，達(dá)到對冷卻風(fēng)扇電機(jī)、牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)行VVVF供電管理的目的；4、通過PORTO通道與車載微機(jī)進(jìn)行RS485通訊，實(shí)時(shí)接收微機(jī)傳送的指令，并將輔助變流器系統(tǒng)工況、運(yùn)行參數(shù)、故障內(nèi)容傳送給機(jī)車微機(jī);通過PORTl通道對INVl?INV3進(jìn)行通訊管理，控制各模塊啟停與工作頻率，讀取各模塊運(yùn)行參數(shù)與故障內(nèi)容。
[0023]本實(shí)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(diào)機(jī)組出風(fēng)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(chǎn)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(jìn)行供電控制。另外第二輔助控制單元2通過PORTO通道與ACUl進(jìn)行RS485通訊，將INV4、空調(diào)機(jī)組運(yùn)行工況與故障內(nèi)容通過第一輔助控制單元I傳送給機(jī)車微機(jī);通過PORTl通道對INV4進(jìn)行通訊管理，控制INV4啟停與工作頻率，讀取模塊運(yùn)行參數(shù)與故障內(nèi)容。另外根據(jù)機(jī)車空調(diào)開關(guān)操縱指令，結(jié)合各開關(guān)器件、空調(diào)機(jī)組反饋狀態(tài)控制電路邏輯，使空調(diào)機(jī)組運(yùn)行在正確工況；以及根據(jù)空調(diào)機(jī)組出風(fēng)口溫度調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組通風(fēng)風(fēng)速，保證司機(jī)室溫度恒定；此外，當(dāng)ACUl與ACU2之間通訊丟失時(shí)，ACU2仍然可以繼續(xù)工作，而A⑶2故障時(shí)可通過硬線信號傳送給ACUl。
[0024]本實(shí)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(nèi)燃機(jī)車車載微機(jī)通過RS485通訊相連。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加一個(gè)ACU單元，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)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(jìn)行管理分配，提升了系統(tǒng)冗余能力和可靠性。
[0025]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)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(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)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(jìn)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(jìn)行供電控制，其中N1+N2=N。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)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(fēng)扇風(fēng)機(jī)提供電源的第一輔助供電回路，用于給牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)提供電源的第二輔助供電回路，用于給空氣壓縮機(jī)提供電源的第三輔助供電回路，以及用于提供內(nèi)燃機(jī)車生活用電的第四輔助供電回路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)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(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)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(jì)數(shù)通道、第一模擬量通道和脈沖輸出通道，所述脈沖計(jì)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(jì)數(shù)通道用于接收柴油機(jī)轉(zhuǎn)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(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號和電壓信號后產(chǎn)生PWM方波信號并通過脈沖輸出通道輸出至內(nèi)燃機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組進(jìn)行電壓閉環(huán)控制。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)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(diào)機(jī)組出風(fēng)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(chǎn)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(jìn)行供電控制。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)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(zhuǎn)換模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為頻率以及電壓可調(diào)的PffM電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)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(nèi)燃機(jī)車車載微機(jī)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(qiáng)勤, 羅國永, 唐勇軍, 饒沛南, 何學(xué)雄, 鄒建軍, 徐文龍, 魏文海, 顏艷嬌
【申請人】株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司