一种1000kW功率等级纯电动交流传动调车机车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种1000kW功率等级纯电动交流传动调车机车，涉及轨道交通领域。所述机车上下分为机车主体和下部结构，所述机车主体从右至左包括：辅助室、第一蓄电池室、电气室、第二蓄电池室、司机室和后机室，所述下部结构包括两个转向架和设于两个转向架中部的辅助变流柜和车载充电变压器，所述机车主体通过旁承座在两个转向架上，转向架上设有轮对，所述轮对的动力通过牵引电动机提供，所述牵引电动机输出轴通过牵引齿轮驱动轮对实现动力传递，所述牵引电动机通过第一蓄电池室和/或第二蓄电池室提供的电能驱动，达到0排放的环保程度，电力驱动还具有无机械反应时间，可短时输出高能量，机车加速性能极高的特点。
【专利说明】
一种10OOkW功率等级纯电动交流传动调车机车
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及轨道交通领域，特别是一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车。
【背景技术】
[0002]目前，国内铁路站、场承担调车任务的内燃机车(调车内燃机车)以及在钢铁、石化、煤炭、电厂、港口、码头等工矿企业内部承担铁路运输任务的内燃机车(工矿内燃机车)的工作特点是:
[0003]I)机车换向、起动、加速、制动频繁；
[0004]2)机车负荷变化频繁；
[0005]3)柴油机满负荷工作时间只占10%;
[0006]4)约50%的工作时间处于空载；
[0007]5)柴油机在整个工作期间的平均使用功率只有额定功率的1/3?1/2。
[0008]由于以上的工作特点，造成调车机车普遍存在的问题:
[0009]I)柴油机动力潜能得不到充分发挥；
[0010]2)柴油的空载油耗浪费比较严重；
[0011]3)柴油机负荷频繁变化造成柴油燃烧不充分、冒黑烟，油耗高，废气中炭化物含量高，对环境污染严重。
[0012]可见，传统工矿调车机车存在诸多的问题，影响经济发展与人们的正常生活，所以能够开发一款，无污染，无噪音，O排放，无机械反应时间，可短时输出高能量的机车非常的意义深远。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型目的在于:克服现有技术的缺陷，提出一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车既能够满足使用需求，又不会造成资源浪费，而且可以摆脱传统动力的束缚，机车运行所需能量完全由动力电池提供，达到O排放的环保程度，电力驱动还具有无机械反应时间，可短时输出高能量，机车加速性能极高的特点，并且维护简单，只需用工业用吸尘器对粉尘进行清理。
[0014]本实用新型采用的技术方案如下:一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车上下分为机车主体和下部结构，所述机车主体从右至左包括:辅助室、第一蓄电池室、电气室、第二蓄电池室、司机室和后机室，所述下部结构包括两个转向架和设于两个转向架中部的辅助变流柜和车载充电变压器，所述机车主体通过旁承座在两个转向架上，转向架上设有轮对，所述轮对的动力通过牵引电动机提供，所述牵引电动机输出轴通过牵引齿轮驱动轮对实现动力传递，所述牵引电动机通过第一蓄电池室和/或第二蓄电池室提供的电能驱动，这样的设置将机车的动力来源变成通过蓄电池向牵引变流器供电，牵引变流器再将逆变后的交流电供给牵引电机，从而带动轮对运动的模式，而且电池释放的能量范围在500-1200kW/h，可以根据不同用户的需要选择放电模式，从而可以更加的经济适用。
[0015]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述第一蓄电池室内装备的是600AH720V动力电池;所述第二蓄电室内安装有600AH720V动力电池组。两个独立的蓄电池模块既可以单独向机车提供所需能量，也可共同向机车提供所需能量，增强了机车的工况适应性和运用的灵活性。
[0016]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述电气室内设有通风机，牵引变流器和气阀柜，这样的设置可以对电气室内的温度进行冷却，以及可以将蓄电池在直流与交流之间变换从而提供更好的环境。
[0017]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述第一蓄电池室和第二蓄电池室各设有4个电池冷却风机，这样的设置可以保证蓄电室在高温环境下正常工作，同时风机通风量采用冗余设计，即便有个别风机故障，也可满足动力电池在高温环境下持续放电的冷却需要，极大的提高了机车的性能稳定性。
[0018]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述牵引电动机为三相异步牵引电动机，提高了机车的黏着利用率，与同功率等级的液力传动和直流传动机车相比，牵引性能大幅提升，维护成本大幅降低。
[0019]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述牵引电动机的数量为四个，每一牵引电动机驱动一个轮对，这样的使各轮对的动作不会互相影响，当某个电机出现故障时可方便切除，降低故障带来的影响，提高了机车整体性能的稳定性。
[0020]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车主体上设有停放制动装置，这样的设置使机车停车时更加的可靠，不会发生滑动，从而引发安全事故。
[0021]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车主体两侧均设有地面充电接口，方便使用者对于地面充电设施的安装。
[0022]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车具有制动能量回收功能，可大幅降低机车能耗和频繁制动导致的轮缘磨耗。
[0023]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车动力电池和控制蓄电池均可采用同一个固定地面充电装置进行能量补充，降低了使用者的地面设备采购成本。
[0024]本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车采用了共用变流模块的地面充电技术。地面充电装置输出高压交流电，通过车载充电变压器降低电压后输入至牵引变流器，通过反响逆变和整流成可供动力电池充电的直流电。这一设计大幅降低了机车采购成本。
[0025]由于采用了上述的技术方案，本实用新型的有益效果是:克服现有技术的缺陷，提出一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车既能够满足使用需求，又不会造成资源浪费，而且可以摆脱传统动力的束缚，机车运行所需能量完全由动力电池提供，达到O排放的环保程度，电力驱动还具有无机械反应时间，可短时输出高能量，机车加速性能极高的特点，并且维护简单，只需用工业用吸尘器对粉尘进行清理。
【附图说明】
[0026]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0027]图1是本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车的主视图；
[0028]图2是本实用新型的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车的俯视图；
[0029]图中标记
[0030]1-机车主体、2-下部结构、3-辅助室、4-第一蓄电池室、5-电气室、6-第二蓄电池室、7-司机室、8-转向架、9-辅助变流柜、10-轮对、11 -牵引电动机、12-停放制动装置、13-电池冷却风机、14-牵引变流器。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0032]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0033]如图1-2所示为本实用新型一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车的实施例，一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，所述机车上下分为机车主体I和下部结构2，所述机车主体从右至左包括:辅助室3、第一蓄电池室4、电气室5、第二蓄电池室6、司机室7和后机室，所述下部结构2包括两个转向架8和设于两个转向架中部的辅助变流柜9和车载充电变压器(置于箱内，图中未示)，所述机车主体I通过旁承座在两个转向8架上，转向架8上设有轮对10，所述轮对10的动力通过牵引电动机11提供，所述牵引电动机11输出轴通过牵引齿轮驱动轮对10实现动力传递，所述牵引电动机11通过第一蓄电池室和/或第二蓄电池室提供的电能经变流器逆变后驱动，而且电池的能量范围在500-1200KW，可以根据不同用户的需要选择，从而可以更加的经济适用。所述电气室内设有通风机，牵引变流器14和气阀柜，这样的设置可以对电气室内的温度进行冷却，以及可以将蓄电池在直流与交流之间变换从而提供更好的动力，所述第一蓄电室和第二蓄电室内设有电池冷却风机13，这样的设置可以保证蓄电室的温度不致过高，保证蓄电室的正常运行，为机车的安全平稳运行提供条件，所述牵引电动机11为三相异步牵引电动机，这样的动力更加的平稳，使机车在运行过程更加的可靠，所述牵引电动机的数量为四个，每一牵引电动机驱动一个轮对，这样的使各轮对的动作不会互相影响，而且动力更加的稳定，且故障检修更加的便捷，所述机车主体上设有停放制动装置14，这样的设置使机车停车时更加的可靠，不会发生滑动，从而引发安全事故。
[0034]机车能量传输过程:
[0035]1.主牵引系统
[0036]该机车主传动系统采用直一交传动方式。主传动系统由动力蓄电池、牵引变流柜、牵引电机等几个大部件组成。
[0037]机车牵引工况:动力蓄电池发出直流电，再逆变成变压变频的交流电分别供电给4台三相异步牵引电动机，牵引电动机输出轴通过牵引齿轮驱动轮对旋转。系统直流电压为630-800V，IGBT变流元件采用强迫风冷方式，电机控制采用直接力矩轴控方式。
[0038]机车处于制动能量回收工况:DCU通过牵引电机定子制动电流反馈信号与基准信号的比较来控制电制动力。第二、三模块制动支路与动力蓄电池正极连接，用于牵引工况下控制主发输出对蓄电池充电或制动时的能量回收。第一、第四模块制动支路与斩波电阻连接用于吸收中间环节的高压。
[0039]外电源通过变流器整流模块整流后由牵引变流模块的制动支路控制动力蓄电池的充电电流。
[0040]2.辅助供电系统
[0041 ]机车辅助系统包括直流供电系统和辅助交流系统。
[0042]0(:/^(:模块1、2将主电路中间直流00 630-800V转换为O?92.3HZ、0?480V的可调频调压的三相交流电分别给牵引通风机电机、空气压缩机供电;DC/AC模块3主电路中间直流DC 630-800V转换为AC380V，50Hz定频交流电给空调机组、车体通风机、电加热器等负载供电，同时AC/DC电源模块将AC380V，50Hz交流电转换为DCl 1V直流电提供给机车控制、照明电路和I1V蓄电池充电。
[0043]本实用新型的有益效果:克服现有技术的缺陷，提出一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车既能够满足使用需求，又不会造成资源浪费，而且可以摆脱传统动力的束缚，机车运行所需能量完全由动力电池提供，达到O排放的环保程度，电力驱动还具有无机械反应时间，可短时输出高能量，机车加速性能极高的特点，并且维护简单，只需用工业用吸尘器对粉尘进行清理。
[0044]以上所述仅为实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本发的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于:所述机车上下分为机车主体和下部结构，所述机车主体从右至左包括:辅助室、第一蓄电池室、电气室、第二蓄电池室、司机室和后机室，所述下部结构包括两个转向架和设于两个转向架中部的辅助变流柜和车载充电变压器，所述机车主体通过旁承座在两个转向架上，转向架上设有轮对，所述轮对的动力通过牵引电动机提供，所述牵引电动机输出轴通过牵引齿轮驱动轮对实现动力传递，所述牵引电动机通过第一蓄电池室和/或第二蓄电池室提供的电能驱动。2.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述第一蓄电池室内装备的是600AH720V动力电池。3.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述第二蓄电池室内安装有600AH720V动力电池组、11OV控制蓄电池组。4.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述电气室内设有通风机，牵引变流器和气阀柜。5.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述司机室设有主操纵台。6.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述第一蓄电室和第二蓄电室内设有电池冷却风机。7.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述牵引电动机为三相异步牵引电动机。8.根据权利要求7所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述牵引电动机的数量为四个，每一牵引电动机驱动一个轮对。9.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述机车主体上设有停放制动装置。10.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述机车主体两侧均设有地面充电接口。11.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述机车具有制动能量回收功能。12.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述机车动力电池和控制蓄电池均可采用同一个固定地面充电装置进行能量补充。13.根据权利要求1所述的一种100kW功率等级纯电动交流传动调车机车，其特征在于，所述机车采用了共用变流模块的地面充电技术。
【文档编号】B61D15/00GK205554191SQ201620322177
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】任聪, 白春林, 白永平, 刘顺国, 孟玉发, 王平华
【申请人】中车资阳机车有限公司