[发明专利]一种基于架控方式的混合动力机车、主辅传动系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于架控方式的混合动力机车、主辅传动系统及方法，柴油机、主发电机和第一开关电路串联连接，第一转向架回路和第二转向架回路并联接入第一开关电路，动力电池组件通过第二开关电路连接至第一转向架回路和第二转向架回路的中间直流环节。主发电机设置一套定子绕组输出，通过第一开关电路分配至第一转向架回路和第二转向架回路上；动力电池组件通过电抗器接入第一转向架回路和第二转向架回路的中间直流环节。本发明采用一个动力电池组，避免了由于牵引电机和辅助系统负载不同，导致两个转向架上的动力电池SOC不一致问题，此外通过电抗器将两个转向架连在一起，防止了两个转向架间的换流，节省了预充电回路，电路结构简单。

技术领域

本发明涉及混合动力机车技术领域，尤其涉及一种基于架控方式的混合动力机车、主辅传动系统及方法。

背景技术

架控方式机车相比轴控方式机车，由于每个转向架只用一台牵引逆变器同时驱动多台牵引电机，节省硬件资源，空间需求小、经济性好,而基于架控方式的混合动力机车由于第一转向架主传动系统回路与第二转向架主传动系统回路间电气隔离，往往将动力电池拆成两部分，分别接在两个转向架主传动系统回路中。如下图1所示，为传统的基于架控方式的混合动力机车主辅传动系统，以第一转向架为例，主发电机的一套定子绕组输出三相交流电供给第一转向架的整流器Ⅰ，整流器Ⅰ将主发电机的交流电整流为直流电输出到中间直流环节Ⅰ，牵引逆变器Ⅰ将中间直流环节Ⅰ的直流电逆变为三相交流电供给第一转向架上的3个牵引电机。第一转向架上的动力电池Ⅰ通过预充电电路Ⅰ及双向DC充电装置Ⅰ连接到中间直流环节Ⅰ上，双向DC充电装置Ⅰ对动力电池I进行充放电控制。整车辅助系统负载分成两部分，辅助系统Ⅰ从中间直流环节Ⅰ取电。第二转向架原理和结构与第一转向架主辅传动系统完全一样。

上述方案有以下几点不足之处：

(1)由于架控方式的混合动力机车第一转向架主传动系统回路与第二转向架主传动系统回路间电气隔离，因此将一个动力电池拆成两部分，分别接在两个转向架主传动系统回路中，在机车实际运用过程中由于两个转向架上的牵引电机和辅助系统消耗能量不同，导致两个转向架上的动力电池SOC不一致，充放电控制不当,会引发动力电池过充或者过放故障；

(2)由于将整车辅助系统负载拆成两部分分别接在两个转向架上，而两个转向架上的辅助系统负载不能做到大小完全一致，会导致两个转向架上中间直流电压不一致，严重时会引起机车中间直流回路欠压或过压故障；

(3)由于将动力电池和辅助系统都拆成两部分，所有的电缆、接线端子、连接器、接触器、传感器等设备都需要两套，导致整车电气系统复杂。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种基于架控方式的混合动力机车、主辅传动系统及方法。以解决现有技术的两架的中间直流环节电压不同而导致的问题。

一方面，本发明实施例所公开的一种基于架控方式的混合动力机车主辅传动系统，包括柴油机、主发电机、第一开关电路、第一转向架回路、第二转向架回路、第二开关电路和动力电池组件，其中，

所述柴油机、主发电机和所述第一开关电路串联连接，所述第一转向架回路和第二转向架回路并联接入所述第一开关电路，所述动力电池组件通过第二开关电路连接至所述第一转向架回路和第二转向架回路的中间直流环节。

进一步地，还包括辅助系统，所述辅助系统连接至所述第一转向架回路和第二转向架回路的中间直流环节。

进一步地，所述第一转向架回路包括依次顺序串联的第一PWM整流器、第一中间直流环节、第一牵引逆变器和一架牵引电机，所述第一PWM整流器连接第一开关电路；

所述第二转向架回路包括依次顺序串联的第二PWM整流器、第二中间直流环节、第二牵引逆变器和二架牵引电机，所述第二PWM整流器连接第一开关电路。