[发明专利]用于机车的牵引电机驱动系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及牵引电机驱动系统，且更具体地涉及用于隔离机车上的直流牵引电机构件的系统和方法。

背景技术

牵引电机通常用于诸如柴油机电气机车的电动轨道车辆中。当今，许多机车采用多个直流牵引电机，通常为4个或6个，以提供用于长距离拖运大的有效载荷的充足拖力。在一些情形中，电机串联或并联连接，使得它们能从公共电气总线操作，从而简化布线和电机的电气控制。

在一些牵引电机系统中，牵引电机与至少3至5个其它电机并联和/或串联硬连线。尽管该布置结构允许电机共享公共电气总线，但它可能对大规模驱动系统故障敏感。在这些布置结构中，同一电路中的一个电机的故障可能导致所有电机都无法运转。例如，对于并联连接的电机而言，一个电机中引起短路状态的电气故障可能使电路中的所有其它牵引电机都无法工作。在这样的情况下，如果用于机车的所有牵引电机都位于同一电路上，则机车可能失去全部驱动能力。因此，为了防止一个电机的损失使整个机车无法工作的状态，可能需要用于选择性地隔离发生电气故障的驱动构件的系统。

一种用于在牵引电机构件失效的情况下维持牵引电机系统工作性能的方案被记载在美国专利No.6,497,182B2(“’182专利”)中。’182专利涉及一种系统，该系统据称结合了配置成与牵引电机中的至少一个牵引电机通信以使发生故障的电机与其它牵引电机电隔离的制动电机隔离开关。

’182专利中公开的系统所提供的电机隔离方案局限于电机的电枢和场绕组电路串联连接的牵引电机。结果，引起隔离开关的跳闸的任何故障有效地从电路移除了电机的电枢和对应的场绕组两者。然而，在某些状况下，可能有利的是保留选择性地仅移除电机的发生故障的构件而不是整个电机的能力。例如，在电机的场绕组已发生故障的状况下，可能有利的是允许电枢保留在电路中以使得保留电枢的动态制动能力。虽然’182专利允许牵引电机系统隔离发生故障的电机并保留其余电机的工作性能，但它可能不必要地从系统移除正常工作的构件——否则可能有助于驱动系统的工作性能的构件。

当前公开的牵引电机驱动系统针对于克服上述问题和/或本领域中的其它问题中的一个或多个问题。

发明内容

根据一个方面，本发明涉及一种牵引电机驱动系统。该牵引电机驱动系统可包括互相并联布置的多个电枢。该牵引电机系统还可包括互相串联布置的多个场电路，每个场电路都与相应的一个电枢相关。多个场电路可与多个电枢并联布置。该牵引电机驱动系统还可包括场隔离系统。该场隔离系统可包括与场电路中的至少一个场电路相关的分接电路。该分接电路可具有第一和第二分接端子。该场隔离系统还可包括与多个场电路串联布置的第一场开关。该第一场开关可构造成在分接电路的第一分接端子与场电路中的至少一个场电路的第一场端子之间切换。该场隔离系统还可包括与多个场电路串联布置的第二场开关。该第二场开关可构造成在分接电路的第一分接端子与场电路中的至少一个场电路的第二场端子之间切换。

根据另一方面，本发明涉及一种用于选择性地隔离牵引电机驱动系统上的故障状态的方法。该方法可包括检测与牵引电机驱动系统的多个牵引电机中的至少一个牵引电机相关的故障状态以及识别多个串联连接的场电路之中与受该故障状态影响的牵引电机对应的场电路。该方法还可包括识别用于将该场对应的电路与串联连接的场电路中的其余场电路隔离的多个场开关。该方法还可包括产生用于操作识别出的多个场开关的控制信号。该控制信号可构造成使与多个串联连接的场电路串联布置的第一场开关从识别出的场电路的第一场端子切换到与该识别出的场电路相关的分接电路的第一分接端子。该控制信号还可构造成使与多个场电路串联布置的第二场开关从识别出的场电路的第二场端子切换到分接电路的第二分接端子。

根据另一方面，本发明涉及一种机车。该机车可包括多个车轴和多对车轮，每对车轮都附连在车轴中的一个车轴上。该机车还可包括彼此并联布置的多个电枢，每个电枢都可旋转地联接到车轴中的一个车轴。该机车还可包括互相串联布置的多个场电路，每个场电路都与相应的一个电枢相关。多个场电路可与多个电枢并联布置。该机车还可包括场隔离系统。机车的场隔离系统可包括与场电路中的至少一个场电路相关并包括第一和第二分接端子的分接电路。该场隔离系统还可包括与多个场电路串联布置的第一场开关。该第一场开关可构造成在分接电路的第一分接端子与场电路中的至少一个场电路的第一场端子之间切换。该场隔离系统还可包括与多个场电路串联布置的第二场开关。该第二场开关可构造成在分接电路的第一分接端子与场电路中的至少一个场电路的第二场端子之间切换。

附图说明