CN105071725B - 内燃机车励磁系统双电源供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机车励磁系统的供电电源，具体为内燃机车励磁系统双电源供电装置。内燃机车励磁系统双电源供电装置，包括蓄电池组GB、直‑直变换电源UC和恒功励磁器AE，蓄电池组GB经电压继电器KV的常闭触点向直‑直变换电源UC供电，常闭触点串接在电路中，一端接蓄电池组GB正端，另一端接直‑直变换电源UC输入正端，直‑直变换电源UC与辅发电机GF的输出正端间串接二极管1VD、3VD，而在直‑直变换电源UC与辅发电机GF的输出负端间串接二极管2VD、4VD，辅发电机GF的输出端连接电压继电器KV的线圈。本发明实现两种励磁供电模式的自动切换，有效保护机车电器，使直‑直变换电源不致因长期工作或输出端承受反向电压而烧毁，为励磁系统安全供电。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机车励磁系统的供电电源，具体为内燃机车励磁系统双电源供电装置。
背景技术
内燃机车励磁控制是机车牵引控制系统的核心组成部分，而稳定的励磁控制电源则是励磁控制系统可靠工作的保证，同时也是机车可靠运行的保障。目前，交-直传动内燃机车多采用DC110V控制系统，所有机车控制电器、电动空压机组、主发电机励磁绕组、启动发电机电机励磁绕组、空调机组及电暖设备等均采用DC110V供电模式。
主发电机励磁绕组和辅发电机励磁绕组或采用DC110V蓄电池组直接供电，或采用DC24V/110V稳压电源供电，其中主发电机励磁绕组和辅发电机励磁绕组采用DC110V蓄电池组直接供电的供电电路如图1所示，包括恒功励磁器AE，恒功励磁器AE的电源端直接和DC110V蓄电池组连接，恒功励磁器AE的一输出端通过辅发励磁接触器3KM的常开触点和辅发电机励磁绕组的一端连接，辅发电机励磁绕组的另一端和DC110V蓄电池组的负极连接，恒功励磁器AE的另一输出端通过主发励磁接触器2KM的常开触点和主发电机励磁绕组的一端连接，主发电机励磁绕组的另一端和DC110V蓄电池组的负极连接；当司机闭合辅发控制开关时，辅发励磁接触器3KM线圈得电吸合，辅发电机励磁控制电路接通，恒功励磁器AE输出工作电压为110V的辅发电机励磁电流作用于辅发电机GF励磁绕组，使辅发电机输出恒定的DC110V电压，为机车辅助设备（如空压机、空调机组、电暖器等）提供电源；同样，当司机闭合主发励磁控制开关时，主发励磁接触器2KM线圈得电吸合，主发电机励磁控制电路接通，恒功励磁器AE输出工作电压为110V的主发电机励磁电流作用于主发电机GZ励磁绕组，使主发电机发电并输出机车牵引功率；但励磁控制系统直接采用DC110V蓄电池组供电，蓄电池组所需串联数量较多，一次投入及后续维护成本均较高，经济实用性较差；
主发电机励磁绕组和辅发电机励磁绕组采用DC24V/110V稳压电源供电的供电电路如图2所示，由于部分机车采用DC24V控制系统，而辅发电机及主发电机励磁绕组又采用DC110V工作电压，为对其提供可靠的工作电源及励磁电流，系统励磁控制系统采用DC24V蓄电池组经DC24/110V电压变换为DC110V供电模式，恒功励磁器AE由直-直变换电源UC提供工作电源；实际工作中，辅发电机与主发电机励磁系统操作控制方式、发电形式与DC110V蓄电池组直接供电方案完全相同，同样可实现对两发电机的励磁控制，满足机车牵引及辅助设备供电的使用要求。该技术方案中，励磁系统虽取消现有DC110V蓄电池组供电模式，而改由DC24V蓄电池组经DC24/110V直-直变换电源供电，大大降低了机车设计及维护成本；但由于机车在实际应用中，其DC24/110V直-直变换电源总是处于连续工作运行状态，同时由于机车主发及辅发电机励磁功率较大、所需直-直变换电源容量大及机车散热条件差等原因，易引起直-直变换电源烧损，进而造成机车运行故障。
发明内容
本发明为了解决内燃机车励磁系统不能被经济实用、安全有效供电的问题，提供了内燃机车励磁系统双电源供电装置。
本发明是采用如下的技术方案实现的：内燃机车励磁系统双电源供电装置，包括蓄电池组GB、直-直变换电源UC和恒功励磁器AE，蓄电池组GB的两端和直-直变换电源UC的输入端连接，在该连接线路上串接有电压继电器KV的常闭触点，直-直变换电源UC的正输出端和第一晶体二极管1VD的阳极连接，第一晶体二极管1VD的阴极和恒功励磁器AE的正输入端连接，第一晶体二极管1VD的阴极还和第三晶体二极管3VD的阴极连接，直-直变换电源UC的负输出端和第二晶体二极管2VD的阴极连接，第二晶体二极管2VD的阳极和恒功励磁器AE的负输入端连接，第二晶体二极管2VD的阳极还和第四晶体二极管4VD的阳极连接，恒功励磁器AE的一输出端通过辅发励磁接触器3KM的常开触点和辅发电机GF励磁绕组的一端连接，辅发电机GF励磁绕组的另一端和第二晶体二极管2VD的阳极连接，恒功励磁器AE的另一输出端通过主发励磁接触器2KM的常开触点和主发电机GZ励磁绕组的一端连接，主发电机GZ励磁绕组的另一端和第二晶体二极管2VD的阳极连接，辅发电机GF的输出端和电压继电器KV的线圈连接，且正输出端和第三晶体二极管3VD的阳极连接，负输出端和第四晶体二极管4VD的阴极连接。
蓄电池组GB经电压继电器KV的常闭触点向直-直变换电源UC供电，常闭触点串接在电路中，一端接蓄电池组GB正端，另一端接直-直变换电源UC输入正端，这样可实现电压继电器KV动作时自动切断直-直变换电源UC由蓄电池组GB供电的目的；本发明还在辅发电机GF输出端并联电压继电器KV线圈，用以自动检测辅发电机GF输出电压，实现两种励磁系统供电电源的自动转换；
另外，本发明在直-直变换电源UC与辅发电机GF的输出正端间串接二极管1VD、3VD，而在直-直变换电源UC与辅发电机GF的输出负端间串接二极管2VD、4VD，其中1VD与3VD阴极短接，1VD阳极接直-直变换电源UC正输出端，3VD阳极接辅发电机GF正输出端，2VD与4VD阳极短接，2VD阴极接直-直变换电源UC负输出端，4VD阴极接接辅发电机GF负输出端，用以使两励磁系统供电电路相互隔离；恒功励磁器AE工作电源正端接于1VD、3VD共阴点，而其工作电源负端接于2VD、4VD共阳点，这样就保证系统在两供电模式下都可为AE提供工作电源。
在实际应用中，本发明所涉及的励磁系统的两种电源供电模式分别运用于辅发电机励磁发电的两个阶段。
第一阶段是自辅发电机GF开始励磁发电至辅发电机GF发出稳定的电压期间，励磁系统由直-直变换电源UC供电。由于辅发电机GF输出电压低于电压继电器KV的设定值，因而并接于辅发电机GF输出端的电压继电器KV线圈因欠压而不能正常吸合，串接于直-直变换电源UC输入端的常闭触点保持闭合状态，蓄电池组GB向直-直变换电源UC输入电压，由直-直变换电源UC转换电压后经隔离二极管1VD、2VD为励磁控制器AE提供工作电源；此时司机通过操作控制辅发励磁接触器3KM吸合，励磁控制器AE输出辅发励磁电流，控制辅发电机按设定要求发电；在该阶段，因直-直变换电源UC输出电压高于辅发电机GF输出电压，二极管1VD、2VD承受正向电压而可靠导通，二极管3VD、4VD承受反向电压而可靠截止，励磁控制器仅由直-直变换电源UC提供工作电源，同时直-直变换电源UC输出的电压也无法经3VD、4VD作用于辅发电机GF电枢绕组，避免其工作于电动机运行状态。
第二阶段是自辅发电机发出稳定的电压后，励磁系统将自动切换为辅发电机供电模式，在此切换过程中，由于切换前后励磁控制器AE的供电电压一致，同时切换时间相对较短，因而切换瞬间引起的辅发输出电压波动较小，从而可实现两供电模式的平稳切换。供电模式切换后，由于辅发电机GF已输出稳定的电压，电压值已达到电压继电器KV的设定值，线圈可靠吸合，串接于直-直变换电源UC输入端的常闭触点断开，切断蓄电池组GB向直-直变换电源UC的供电通路，直-直变换电源UC输出电压为0，这样就可避免UC输入端因长期供电工作而发热烧毁；此时辅发电机GF发出的电压则经二极管3VD、4VD向励磁控制器AE提供工作电源，工作中因辅发电机输出电压高于UC输出电压，二极管3VD、4VD承受正向电压而可靠导通，二极管1VD、2VD承受反向电压而可靠截止，励磁控制器仅由辅发电机GF提供工作电源，同时辅发电压也无法经1VD、2VD作用于UC输出端，从而避免UC输出端因长期承受反向电压而烧毁。
本发明技术方案带来的有益效果是：（1）蓄电池组串联数量减少，有效地节约了产品设计及运用成本，提高了产品的经济适用性；（2）由于励磁系统供电工作于第一阶段时间较短，因此在选用电器时，可适当选用容量较小的直-直变换电源，降低系统设计成本；（3）通过检测辅发电机输出电压，实现两种励磁供电模式的自动切换，有效保护机车电器，使直-直变换电源不致因长期工作或输出端承受反向电压而烧毁。
附图说明
图1为励磁系统采用DC110V蓄电池组直接供电的供电电路图。
图2为励磁系统采用DC24V/110V稳压电源供电的供电电路图。
图3为本发明的电路图。
具体实施方式
内燃机车励磁系统双电源供电装置，包括蓄电池组GB、直-直变换电源UC和恒功励磁器AE，蓄电池组GB的两端和直-直变换电源UC的输入端连接，在该连接线路上串接有电压继电器KV的常闭触点，直-直变换电源UC的正输出端和第一晶体二极管1VD的阳极连接，第一晶体二极管1VD的阴极和恒功励磁器AE的正输入端连接，第一晶体二极管1VD的阴极还和第三晶体二极管3VD的阴极连接，直-直变换电源UC的负输出端和第二晶体二极管2VD的阴极连接，第二晶体二极管2VD的阳极和恒功励磁器AE的负输入端连接，第二晶体二极管2VD的阳极还和第四晶体二极管4VD的阳极连接，恒功励磁器AE的一输出端通过辅发励磁接触器3KM的常开触点和辅发电机GF励磁绕组的一端连接，辅发电机GF励磁绕组的另一端和第二晶体二极管2VD的阳极连接，恒功励磁器AE的另一输出端通过主发励磁接触器2KM的常开触点和主发电机GZ励磁绕组的一端连接，主发电机GZ励磁绕组的另一端和第二晶体二极管2VD的阳极连接，辅发电机GF的输出端和电压继电器KV的线圈连接，且正输出端和第三晶体二极管3VD的阳极连接，负输出端和第四晶体二极管4VD的阴极连接。
Claims (1)
1.内燃机车励磁系统双电源供电装置，包括蓄电池组GB、直-直变换电源UC和恒功励磁器AE，蓄电池组GB的两端和直-直变换电源UC的输入端连接，其特征在于在该连接线路上串接有电压继电器KV的常闭触点，直-直变换电源UC的正输出端和第一晶体二极管1VD的阳极连接，第一晶体二极管1VD的阴极和恒功励磁器AE的正输入端连接，第一晶体二极管1VD的阴极还和第三晶体二极管3VD的阴极连接，直-直变换电源UC的负输出端和第二晶体二极管2VD的阴极连接，第二晶体二极管2VD的阳极和恒功励磁器AE的负输入端连接，第二晶体二极管2VD的阳极还和第四晶体二极管4VD的阳极连接，恒功励磁器AE的一输出端通过辅发励磁接触器3KM的常开触点和辅发电机GF励磁绕组的一端连接，辅发电机GF励磁绕组的另一端和第二晶体二极管2VD的阳极连接，恒功励磁器AE的另一输出端通过主发励磁接触器2KM的常开触点和主发电机GZ励磁绕组的一端连接，主发电机GZ励磁绕组的另一端和第二晶体二极管2VD的阳极连接，辅发电机GF的输出端和电压继电器KV的线圈连接，且辅发电机GF的正输出端和第三晶体二极管3VD的阳极连接，辅发电机GF的负输出端和第四晶体二极管4VD的阴极连接。
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