CN201217385Y - 混合动力内燃机车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所述的混合动力内燃机车，涉及轨道机车的能源回收及控制装置。是由柴油机带动三相发电机发电，经整流装置整成直流送给直流电动机带动机车运行。在整流装置和直流电动机之间增加了蓄电池及其控制装置。蓄电池及其控制装置的控制装置是由单片机和执行环节构成。执行环节是由两组反接的电力晶闸管智能模块组成，本实用新型在牵引工况时，发电机和蓄电池串联混合向直流电动机供电，适用于机车启动或短时超功率发挥。而在制动工况时，将电动机的机械能变换为电能对蓄电池充电，完成能量的回收和再利用。本实用新型具有结构新颖、节能环保、经济实用等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型混合动力内燃机车。
Description
技术领域
本实用新型所述的混合动力内燃机车，涉及轨道机车的能源回收及控制装置。
背景技术
目前节能与环保是当今世界的主题，世界性的能源紧张及温室气体排放问题已经严重的影响着全球的发展及人们的生存环境，尤其是轨道机车在制动过程中，大部分采用能耗制动，大量的能源消耗在制动电阻上。为了改变这种状况，世界各国无不以发展节能环保型科技产品为主要方向之一。轨道机车作为能源消耗大户，有必要研究在确保运输的前提下，降低柴油机的功率，缺少部分采用其他动力作为补充。理想的方式是配置一台低排放量的内燃机与动力电池，与牵引电机组成混合驱动系统，即混合动力。
随着技术的进步，锂电池的单位体积下的容量正逐步提高，价格也正在降低，也为在铁路牵引领域使用提供了有利条件。混合动力的一个显著优点是在再生制动过程中能量可以回馈给电池存储，而在原始的动力模式下中，这部分能量却是作为热能消耗掉了。在纯清洁能源不能完全推向市场的情况下，作为过渡产品，混合动力正在形成新一轮的技术热潮。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的混合动力内燃机车，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新型的混合动力内燃机车，从而解决机车制动过程大量能源浪费问题。本实用新型所述的混合动力内燃机车，是由柴油机带动三相发电机发电，经整流装置整成直流电送到直流电动机，直流电动机带动机车运行。其结构在于在整流装置和直流电动机之间增加了蓄电池及其控制装置。本实用新型所述的蓄电池及其控制装置的控制装置是由单片机和执行环节构成。执行环节是由两组反接的电力晶闸管智能模块组成，一端接到蓄电池，另一端接到整流装置的一组极板上。蓄电池的另一端接到整流装置的另一组极板上。
本实用新型所述的混合动力内燃机车，是在目前设计的柴油机动力机车的基础上，采用小功率的柴油机，而动力减少部分由蓄电池来补充，构成混合动力内燃机车。采用混合动力的内燃机车的主要特点在于：在传统的内燃机车的柴油机作为动力的基础上增加了大容量蓄电池，在机车牵引工况时，采用柴油机-发电机和蓄电池串联混合向直流电动机供电，可以提高动力功率，进而提高机车总功率，适用于机车的启动或短时超功率发挥。而在机车实施制动工况时，将串励直流电动机的机械能变换为电能通过电路对蓄电池充电，完成能量的回收和再利用。
本实用新型的是在传统机车柴油机动力的基础上增加蓄电池及其控制装置，降低了柴油机的功率。柴油机运转带动发电机发出三相交流电，三相交流电经过整流装置变换成直流电，提供给直流牵引电动机。在直流电回路中串联有蓄电池，在机车实施牵引工况时，可以吸收柴油机-发电机发出的多余的电能，也可以吸收在机车实施制动时牵引电动机反馈的电能。在机车实施牵引工况工作时，也可以在柴油机动力不足时，放出电能，实施动力补充，从而提高机车的总功率。
我国有成熟的内燃机车的开发、生产制造体系，对蓄电池的研究，也同样取得了较大的突破，这些研究的经验，都为我们采用混合动力的在内燃机车上应用提供了很好的平台和技术积累。因此，采用混合动力，不仅对我国的发展具有十分重要的意义，而且是十分必要和可行的。
本实用新型具有结构新颖、节能环保、经济实用等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
附图说明
本实用新型共有五张附图，其中：
图1为采用柴油机作为动力的传动系统机车在牵引工况条件下的电路图；
图2为采用柴油机作为动力的传动系统机车在制动工况条件下的电路图；
图3为混合动力内燃机车在牵引工况条件下的电路图；
图4为混合动力内燃机车在制动工况条件下的电路图；
图5为蓄电池及其控制装置电路图。
图中：1、柴油机2、三相发电机3、整流装置4、直流电动机5、制动电阻6、蓄电池及其控制装置7、单片机8、执行环节。
具体实施方式
本实用新型的具体实施例如附图所示，附图1、2是采用柴油机作为动力的传动系统机车在牵引工况、和制动工况条件下的电路图，在牵引工况条件下是由柴油机1带动三相发电机2发电，经整流装置3整成直流电送到直流电动机4，直流电动机4带动机车运行。在制动工况条件下直流电动机4处于发电机状态下连接到制动电阻5，处于能耗制动。
附图3、4是本实用新型所述的混合动力内燃机车在牵引工况和制动工况条件下的电路图，是在采用柴油机作为动力的传动系统机车的整流装置3和直流电动机4之间增加了蓄电池及其控制装置6。取消了制动电阻5。蓄电池及其控制装置6的控制装置是由C51单片机7和执行环节8构成。执行环节8是由两组反接的电力晶闸管智能模块组成，一端接到蓄电池，另一端接到整流装置3的一组极板上。蓄电池的另一端接到整流装置3的另一组极板上，如附图5所示。
Claims (2)
1、一种混合动力内燃机车，是由柴油机(1)带动三相发电机(2)发电，经整流装置(3)整成直流电送到直流电动机(4)，直流电动机(4)带动机车运行；其特征在于在整流装置(3)和直流电动机(4)之间增加了蓄电池及其控制装置(6)。
2、根据权利要求1所述的混合动力内燃机车，其特征在于蓄电池及其控制装置(6)的控制装置是由单片机(7)和执行环节(8)构成；执行环节(8)是由两组反接的电力晶闸管智能模块组成，一端接到蓄电池，另一端接到整流装置(3)的一组极板上；蓄电池的另一端接到整流装置(3)的另一组极板上。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102060024A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-05-18 | 唐山轨道客车有限责任公司 | 一种混合动力轻轨车辆 |
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| RU184143U1 (ru) * | 2018-03-28 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Маневровый тепловоз |
| CN112590855A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 中车永济电机有限公司 | 电传动地铁调车机车 |
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2008
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| TR01 | Transfer of patent right |
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