CN106533199A - 一种钢轨铣磨车辅助变流器 - Google Patents

一种钢轨铣磨车辅助变流器 Download PDF

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刘晓轩
谢秀刚
王冠英
钱京
董耐强
墨静
巩亚军
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    • E01B31/02Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/12Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E01B31/17Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding

Abstract

本发明公开了一种钢轨铣磨车辅助变流器,包括整流电路、升压电路、逆变电路以及滤波电路;整流电路将发电机产生的三相交流电整流为直流电;升压电路对整流电路输出的直流电的电压幅值进行放大,转换为恒压直流电;逆变电路用于对恒压直流电进行调制,输出频率、电压可调的调制交流电;滤波电路将逆变电路输出的调制交流电进行滤波,并输入至后端的负载。可见,本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器,能够将发电机输出的变频变压交流电,转换为负载需要的变频变压、或者定频定压的交流电,从而将发电机产生的电输入至其他用电设备,满足负载的用电需求。

Description

一种钢轨铣磨车辅助变流器
技术领域
本发明涉及钢轨修复设备技术领域,特别是涉及一种钢轨铣磨车辅助变流器。
背景技术
钢轨铣磨列车是一种新型钢轨修复设备,它通过若干组铣刀盘采用成型铣削的方式去除钢轨表面材料,消除钢轨缺陷,改善平顺性。钢轨铣磨列车一次铣削深度大,一遍即可完成作业,作业速度可达2500m/h。工作过程中无火花、粉尘等,铁屑可收集,环境友好。横向及纵向修复精度高、使用维护成本低、线路适应性好,无须拆除护轨及信号装置,能适应地铁等小限界要求。
钢轨铣磨列车由两节组成,分为动力车和作业车,两车通过刚性连接杆连接。动力车A用于为整车走行、作业提供动力,,并具有砂带打磨功能。主要包括车体、从动转向架、动力转向架、司机室、动力及传动系统、燃油箱、砂带打磨装置、电器柜、制动系统、电气系统等。作业车B是钢轨铣磨作业的独立单元,主要由车体、车架、两组从动转向架、铣削装置、集屑系统,电气系统、作业控制系统及辅助系统等组成。
钢轨铣磨车的传动形式为内燃-交流电传动,即在高速运行和低恒速作业时均采用电力传动,由柴油机带动发电机,通过传动装置,实现整车的牵引运行。交流电传动系统是钢轨铣磨车的重要组成部分。发电机在发动机的驱动下负责为传动系统提供AC550V/50HZ电源,经变流器驱动牵引电机。由于发电机输出的交流电为变频变压的交流电,而负载所需的交流电为变频变压以及定频定压两种,因此发电机产生的交流电不能够满足钢轨铣磨车的负载的要求,鉴于此,本申请提供了一种用以满足负载要求的钢轨铣磨车辅助变流器。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢轨铣磨车辅助变流器,以解决发电机输出的交流电不能满足钢轨铣磨车负载的用电要求的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种钢轨铣磨车辅助变流器,包括:
整流电路、升压电路、逆变电路以及滤波电路;
其中,所述整流电路用于将发电机产生的三相交流电整流为直流电;
所述升压电路用于对所述整流电路输出的直流电的电压幅值进行放大,转换为恒压直流电;
所述逆变电路用于对所述恒压直流电进行调制,输出频率、电压可调的调制交流电;
所述滤波电路用于将所述逆变电路输出的调制交流电进行滤波,并输入至后端的负载。
可选地,所述整流电路包括:三相整流器以及支撑电容;
其中,所述三相整流器用于将输入的三相交流电转换为6脉冲直流电,所述支撑电容用于对所述6脉冲直流电进行滤波,输出直流电。
可选地,所述整流电路还包括:RC吸收电路,用于吸收操作过程中产生的过电压。
可选地,所述升压电路采用全桥DC-DC拓扑的方式,包括IGBT模块、升压变压器、整流二极管以及LC滤波器;
其中,所述IGBT模块用于将输入的直流电转换为高频交流电,所述升压变压器用于对所述高频交流电的幅值进行放大,所述整流二极管用于将放大的所述高频交流电中的负电平转换为正电平,所述LC滤波器用于进行滤波,输出所述恒压直流电。
可选地,所述升压变压器为一个原边、两个副边的三绕组变压器。
可选地,所述逆变电路包括:第一逆变器、第二逆变器以及控制器,所述第一逆变器在所述控制器的控制下,采用SPWM调制方式输出预设频率范围、预设电压范围的变频变压交流电;所述第二逆变器在所述控制器的控制下,采用SPWM调制方式输出预设频率值预设电压值的定频定压交流电。
可选地,所述预设频率范围为0-50Hz,所述预设电压范围为0-380V。
可选地,所述预设频率值为50Hz,所述预设电压值为380V和220V。
可选地,所述滤波电路包括:滤波电感以及滤波电容,用于将所述调制交流电的脉冲波转换为正弦波。
可选地,所述恒压直流电的电压为700V。
本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器,包括整流电路、升压电路、逆变电路以及滤波电路;整流电路将发电机产生的三相交流电整流为直流电;升压电路对整流电路输出的直流电的电压幅值进行放大,转换为恒压直流电;逆变电路用于对恒压直流电进行调制,输出频率、电压可调的调制交流电;滤波电路将逆变电路输出的调制交流电进行滤波,并输入至后端的负载。可见,本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器,能够将发电机输出的变频变压交流电,转换为负载需要的变频变压、或者定频定压的交流电,从而将发电机产生的电输入至其他用电设备,满足负载的用电需求。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器的一种具体实施方式的结构框图;
图2为本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器的系统电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器的一种具体实施方式的结构框图如图1所示,其具体包括:
整流电路1、升压电路2、逆变电路3以及滤波电路4;
其中,所述整流电路1用于将发电机产生的三相交流电整流为直流电;
所述升压电路2用于对所述整流电路输出的直流电的电压幅值进行放大,转换为恒压直流电;
所述逆变电路3用于对所述恒压直流电进行调制,输出频率、电压可调的调制交流电;
所述滤波电路4用于将所述逆变电路输出的调制交流电进行滤波,并输入至后端的负载。
需要指出的是,本发明实施例中整流电路可以具体由三相不控整流桥以及电容组成,用于将发电机产生的三相交流电转换为直流电。升压电路可以将变化的直流电转换为稳定的恒压直流电,例如可以具体为700V直流电。可以具体通过全桥变换的方式,通过调节IGBT的脉冲宽度来稳定输出电压。逆变电路具体可以由逆变器及其控制部分组成,采用SPWM调制的方式,输出频率、幅值可调的电压。作为一种具体实施方式,逆变电路可以包括两个部分。一个逆变电路用于输出预设频率范围、预设电压范围的变频变压交流电,所述预设频率范围可以为0-50Hz,所述预设电压范围为0-380V。另一个逆变电路用于输出预设频率值、预设电压值的定频定压交流电,所述预设频率值为50Hz,所述预设电压值为380V和220V。滤波电路将逆变器输出的PWM波形电压变为正弦波,给负载供电。需要指出的是,另一个逆变电路为三相电路,其中两相用于输出380V,另一相用于输出220V。
本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器,包括整流电路、升压电路、逆变电路以及滤波电路;整流电路将发电机产生的三相交流电整流为直流电;升压电路对整流电路输出的直流电的电压幅值进行放大,转换为恒压直流电;逆变电路用于对恒压直流电进行调制,输出频率、电压可调的调制交流电;滤波电路将逆变电路输出的调制交流电进行滤波,并输入至后端的负载。可见,本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器,能够将发电机输出的变频变压交流电,转换为负载需要的变频变压、或者定频定压的交流电,从而将发电机产生的电输入至其他用电设备,满足负载的用电需求。
在上述实施例的基础上,本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器中整流电路可以具体包括:三相整流器以及支撑电容;可以将发电机的三相交流地整流为直流。其中,所述三相整流器用于将输入的三相交流电转换为6脉冲直流电。所述支撑电容用于对所述6脉冲直流电进行滤波,输出直流电。由于三相整流器输出的是近似直流电,因此通过支撑电容可以对三相整流器输出的直流电进行滤波处理,以输出正常直流电。
优选地,所述整流电路还可以进一步包括:RC吸收电路,用于吸收操作过程中产生的过电压,用以保护整流电路中的器件,增加器件的安全性,提高器件的寿命。
作为一种具体实施方式,升压电路可以采用全桥DC-DC拓扑的方式,包括IGBT模块、升压变压器、整流二极管以及LC滤波器;其中,所述IGBT模块用于将输入的直流电转换为高频交流电,所述升压变压器用于对所述高频交流电的幅值进行放大,所述整流二极管用于将放大的所述高频交流电中的负电平转换为正电平,所述LC滤波器用于进行滤波,输出所述恒压直流电。升压电路将变化的直流电变成稳定的700V直流电,这部分电路采用全桥变换方式,通过调节IGBT的脉冲宽度来稳定输出电压。
逆变电路由逆变器及其控制部分组成,采用SPWM调制方式,输出频率、幅值可调的电压。其具体可以包括:第一逆变器、第二逆变器以及控制器,所述第一逆变器在所述控制器的控制下,采用SPWM调制方式输出预设频率范围、预设电压范围的变频变压交流电;所述第二逆变器在所述控制器的控制下,采用SPWM调制方式输出预设频率值预设电压值的定频定压交流电。其中,所述预设频率范围可以为0-50Hz,所述预设电压范围可以为0-380V;所述预设频率值可以为50Hz,所述预设电压值可以为380V和220V。
作为一种具体实施方式,滤波电路可以包括:滤波电感以及滤波电容,用于将所述调制交流电的脉冲波转换为正弦波,给对应的负载进行供电。
如图2本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器的系统电路图所示,整流电路由三相整流器D1和支撑电容CAP1,2组成,三相整流器将输入的三相交流电变成6脉波直流电,然后经过支撑电容变成直流电。
升压电路由IGBT1、2,升压变压器T,整流二极管D2、3、4、5,滤波电感L1、2,滤波电容CAP3、4组成,这部分的作用是将400-800V的直流电变成700V直流电。本发明实施例中升压电路采用全桥DC-DC电路拓扑,首先将直流电经过IGBT1、2变成高频交流电,再经过高频变压器升压将交流电的幅值放大,再经过整流二极管将负电平变成正电平,最后经过滤波电感和滤波电容变成平稳的700V直流电。
本实施例中升压变压器为一个原边、两个副边的三绕组变压器,相当于副边采用两个高频整流器串联的方式。采用这种方式可以实现宽范围输入,并且能减小整流二极管的电压应力,使器件的安全工作区增大。
如图2所示,本发明实施例中逆变电路有两套,分别是INV1和INV2,实际上由6个IGBT组成,可以将6个IGBT集成到一起,组合为INV模块,这部分将直流700V逆变成需要电压和频率的交流电。其中,对于INV1可以将700V直流电转换为变频变压的交流电,频率的变化范围可以具体为0-50Hz,电压的变化范围可以具体为0-380V。对于INV2可以将700V直流电转换为定频定压的交流电,频率值具体可以为50Hz,电压值可以具体为380V和220V
从逆变电路输出的交流电并不是正弦波,而是一系列交流脉冲波,因此需要在其后端设置滤波电路。滤波电路将逆变器输出的PWM波形电压变成正弦波,给负载供电。与逆变电路相对应,本实施例中滤波电路也是两套,由L3、4,C1、2组成,将交流脉冲波变成正弦波,给设备负载进行供电。
综上,本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器,能够将发电机输出的变频变压交流电,转换为负载需要的变频变压、或者定频定压的交流电,从而将发电机产生的电输入至其他用电设备,满足负载的用电需求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的钢轨铣磨车辅助变流器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,包括:
整流电路、升压电路、逆变电路以及滤波电路;
其中,所述整流电路用于将发电机产生的三相交流电整流为直流电;
所述升压电路用于对所述整流电路输出的直流电的电压幅值进行放大,转换为恒压直流电;
所述逆变电路用于对所述恒压直流电进行调制,输出频率、电压可调的调制交流电;
所述滤波电路用于将所述逆变电路输出的调制交流电进行滤波,并输入至后端的负载。
2.如权利要求1所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述整流电路包括:三相整流器以及支撑电容;
其中,所述三相整流器用于将输入的三相交流电转换为6脉冲直流电,所述支撑电容用于对所述6脉冲直流电进行滤波,输出直流电。
3.如权利要求2所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述整流电路还包括:RC吸收电路,用于吸收操作过程中产生的过电压。
4.如权利要求2所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述升压电路采用全桥DC-DC拓扑的方式,包括IGBT模块、升压变压器、整流二极管以及LC滤波器;
其中,所述IGBT模块用于将输入的直流电转换为高频交流电,所述升压变压器用于对所述高频交流电的幅值进行放大,所述整流二极管用于将放大的所述高频交流电中的负电平转换为正电平,所述LC滤波器用于进行滤波,输出所述恒压直流电。
5.如权利要求4所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述升压变压器为一个原边、两个副边的三绕组变压器。
6.如权利要求1至5任一项所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述逆变电路包括:第一逆变器、第二逆变器以及控制器,所述第一逆变器在所述控制器的控制下,采用SPWM调制方式输出预设频率范围、预设电压范围的变频变压交流电;所述第二逆变器在所述控制器的控制下,采用SPWM调制方式输出预设频率值预设电压值的定频定压交流电。
7.如权利要求6所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述预设频率范围为0-50Hz,所述预设电压范围为0-380V。
8.如权利要求6所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述预设频率值为50Hz,所述预设电压值为380V和220V。
9.如权利要求1至5任一项所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述滤波电路包括:滤波电感以及滤波电容,用于将所述调制交流电的脉冲波转换为正弦波。
10.如权利要求9所述的钢轨铣磨车辅助变流器,其特征在于,所述恒压直流电的电压为700V。
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