专利名称：一种机车牵引电动机冷却风机的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却风机控制系统，尤其是一种机车牵引电动机冷却风机的控制系统。
背景技术：
传统地，机车牵引电动机冷却风机的控制系统有三种。第一种控制系统如图1所 示，柴油机与冷却风机直接连接来控制机车牵引电动机的冷却风机。采用此种装置其控制 方法比较简单，但是存在以下缺点1.在机车低速牵引时，虽然机车消耗的功率小，柴油机 转速低，由柴油机寄机械驱动机车牵引电动机冷却风机风量小，但是机车牵引电机工作电 流大，从而该电机的温度高，容易造成机车牵引电机绝缘老化快，致使机车牵引电机使用寿 命缩短；2.在机车停车，柴油机惰转工作状态时，柴油机还必须驱动机车牵引电动机冷却 风机，个人浪费了大量能源。第二种控制系统如图2所示，柴油机驱动辅助交流发电机发出三相交流电压，由 此交流电压来驱动该牵引电动机的冷却风机。该装置的优点在于克服了在第一种控制系 统中在机车停车，柴油机惰转工作状态时，柴油机还会驱动机车牵引电动机的冷却风机的 缺点，由此节约了大量能源。但是其还存在以下缺点在机车低速牵引时，虽然机车消耗的 功率小，柴油机转速低，由柴油机驱动辅助交流发电机发出三相交流电源频率和电压低，机 车牵引电动机的冷却风机转速低，因此机车牵引电动机的冷却风机风量小，但是机车牵引 电机工作电流大，从而该电机的温度高，这样就容易使机车牵引电动机绝缘老化快，致使机 车牵弓I电动机使用寿命缩短。上述两种控制系统中，随着柴油机的转速变化，机车牵引电动机冷却风机的转速 都会发送相应的变化。第三种控制系统如图3所示，柴油机与主交流发电机、辅助交流发电机相连接，主 交流发电机发出三相交流电压经整流后驱动牵引电动机TMC，辅助交流发电机发出三相交 流电压经整流器整流后，通过辅助变频器驱动牵引电动机的冷却风机FM，并且牵引电动机 中设置于定子铁芯里的温度传感器与辅助交流控制器相连接，辅助交流控制器与辅助变频 器相连接。其中，辅助交流控制器根据牵引电动机定子铁芯温度的变化来控制辅助变频器 输出电源的频率，从而改变机车牵引电动机冷却风机FM的转速。此控制系统克服了上述 两种装置存在的缺点。但是其还存在以下缺点1.检测牵引电动机中定子铁芯温度的温度 传感器深埋在牵引电动机的定子铁芯中，一旦该传感器损坏，则无法更换，致使无法控制牵 引电动机的冷却风机，因此必须要求该传感器质量绝对可靠，但是任何部件都不可能做到 100%可靠；2.牵引电动机的定子铁芯发热温度升高后，温度传感器才能检测到，因此对于 牵引电动机的定子线缆而言，从牵引电动机运转到温度传感器检测到温度升高在时间上相 对滞后，因此还是存在牵引电动机定子线缆绝缘容易老化，缩短牵引电动机使用寿命的缺 点ο
发明内容
本 发明的目的是提供一种维护容易并且控制精确的机车牵引电动机的冷却风机 控制系统。本发明采用的技术方案如下该机车牵引电动机冷却风机的控制系统，包含依次 相连接的柴油机、主发电机、AC/DC整流器，分别与AC/DC整流器相连接的DC/AC主逆变器和 DC/AC辅逆变器，分别与DC/AC主逆变器和DC/AC辅逆变器相连接的牵引电动机、牵引电动 机冷却风机，机车微机控制装置，通过AMS BUS/CAN OPEN总线与DC/AC辅逆变器相连接并 且通过RS485/CAN OPEN总线与机车微机控制装置相连接的辅助交流控制器，通过AMS BUS/ CAN OPEN总线与DC/AC主逆变器相连接并且通过MVB总线与机车微机控制装置相连接的牵 引控制单元DCU，在含有主逆变器控制器的DC/AC主逆变器中增设了电流传感器，其中电流 传感器与主逆变器控制器相连接，用于将所述牵引电动机的工作电流依次通过主逆变器控 制器、牵引控制单元、机车微机控制装置至辅助交流控制器，由辅助交流控制器控制DC/AC 辅逆变器输出三相变频变压电源，以控制牵引电动机冷却风机的转速。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是
采用电流传感器替代先前设置于定子铁芯内的温度传感器，根据牵引电动机的工作 电流，而不是定子铁芯的温度来控制冷却风机的转速，能够更为迅速精确地控制其转速，极 大地降低牵引电动机冷却风机消耗的辅助功率，并且与深埋于定子铁芯中的温度传感器不 同，电流传感器发生故障时，其更换较为容易，整套系统的维护比较方便。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中
图1是现有技术中第一种机车牵引电动机的冷却风机控制系统的结构示意图； 图2是现有技术中第二种机车牵引电动机的冷却风机控制系统的结构示意图； 图3是现有技术中第三种机车牵引电动机的冷却风机控制系统的结构示意图； 图4是根据本发明的一个实施例，该机车牵引电动机的冷却风机控制系统的结构示意
图5是根据本发明的另一个实施例，该机车牵引电动机冷却风机的控制系统的结构示 意图。
具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。现有技术中机车牵引电动机的冷却风机可以通过柴油机直接控制，或者由柴油机 通过辅助交流发电机发出三相交流电压来控制，这两种控制系统中随着柴油机转速的变 化，机车牵引电动机冷却风机的转速也会发送相应的变化。此外，在另外一种冷却风机控制 系统中包含依次相连接的柴油机、辅助交流发电机、整流器和辅助变频器，还增设了与该辅助变频器相连接的辅助交流控制器和设置在牵引电动机内部的温度传感器，其中该温度传 感器与辅助交流控制器相连接。该冷却风机的转速是辅助交流控制器通过牵引电动机定子 铁芯温度的变化控制辅助变频器输出的电源频率，从而改变机车牵引电动机冷却风机的转 速。此种控制系统相对于前述两种控制系统解决了能源浪费的问题，但是由于温度传感器 深埋于牵引电动机的定子铁芯中，一旦传感器损坏，就无法更坏，从而造成对牵引电动机冷 却风机无法控制，这就要求该温度传感器质量绝对可靠，但是任何部件都无法做到100%可 靠；并且 温度传感器在温度升高后才能检测到，需要一段时间，相对于牵引电动机的转动滞 后，从而使牵引电动机的定子线缆容易老化，缩短牵引电动机使用寿命。本发明中机车牵引电动机冷却风机控制系统克服了上述缺点，根据本发明的一个 实施例，其结构示意图如图4所示，该系统包含柴油机、主发电机、AC/DC整流器、含有主逆 变器控制器的DC/AC主逆变器、DC/AC辅逆变器、牵引电动机TMC、牵引电动机冷却风机FM、 牵引控制单元DCU、机车微机控制装置和辅助交流控制器，其中柴油机与主发电机相连接， 主发电机发出三相交流电压，并且与AC/DC整流器相连接整流成中间直流电压。AC/DC整流 器与DC/AC主逆变器、DC/AC辅逆变器相连接并且DC/AC主逆变器、DC/AC辅逆变器分别与 牵引电动机TMC、牵引电动机冷却风机FM相连接，该中间直流电压通过DC/AC主逆变器转变 成三相变频变压交流电源来驱动牵引电动机TMC，通过DC/AC辅逆变器转变成三相变频变 压电源供应给牵引电动机冷却风机以驱动其转动。DC/AC主逆变器通过AMS BUS/CAN OPEN 总线与牵引控制单元DCU相连接，机车微机控制装置通过MVB总线与DCU相连接并且通过 RS485/CAN OPEN总线与辅助交流控制器相连接，DC/AC辅逆变器通过AMS BUS/CAN OPEN总 线与辅助交流控制器相连接。在该控制装置的DC/AC主逆变器中增设有电流传感器，在牵 引电动机冷却风机的运行过程中，牵引电动机TMC的工作电流通过DC/AC主逆变器中的电 流传感器检测后，传输给其中的主逆变器控制器，其通过AMS BUS/CAN OPEN总线将检测到 的电流传输给牵引控制单元DCU，再通过MVB总线传输给机车微机控制装置，而机车微机控 制装置再通过RS485/CAN OPEN总线将TMC的工作电流传输给辅助交流控制器，辅助交流控 制器根据牵引电动机的工作电流信号控制DC/AC辅逆变器输出电源的频率和电压，从而达 到控制牵引电动机冷却风机转速的目的。根据本发明的另一个实施例，如图5所示，与前述结构不同在于将DC/AC主逆变 器中的电流传感器直接与辅助交流控制器相连接。综上所述，由于该冷却风机的控制系统是根据牵引电动机的电流，由辅助交流控 制器来调整DC/AC辅逆变器输出电源的频率，从而改变机车牵引电动机冷却风机的转速。 换句话说，冷却风机的转速由电流传感器检测出的牵引电动机的工作电流控制。相比于在 控制中采用设置于定子铁芯中的温度传感器，通过定子铁芯的温度来调节冷却风机的转 速，该控制装置具有维护方便、反应速度快并且控制精确的优点。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1. 一种机车牵引电动机冷却风机的控制系统，其特征在于包含依次相连接的柴油 机、主发电机、AC/DC整流器，分别与所述AC/DC整流器相连接的DC/AC主逆变器和DC/AC 辅逆变器，分别与所述DC/AC主逆变器和所述DC/AC辅逆变器相连接的牵弓I电动机、牵弓I电 动机冷却风机，机车微机控制装置，通过AMS BUS/CAN OPEN总线与所述DC/AC辅逆变器相 连接并且通过RS485/CAN OPEN总线与所述机车微机控制装置相连接的辅助交流控制器，通 过AMS BUS/CAN OPEN总线与所述DC/AC主逆变器相连接并且通过MVB总线与所述机车微 机控制装置相连接的牵引控制单元D⑶，在含有主逆变器控制器的所述DC/AC主逆变器中 增设了电流传感器，其中所述电流传感器与所述主逆变器控制器相连接，用于将所述牵引 电动机的工作电流依次通过所述主逆变器控制器、所述牵引控制单元、所述机车微机控制 装置至所述辅助交流控制器，由所述辅助交流控制器控制所述DC/AC辅逆变器输出三相变 频变压电源，以控制所述牵引电动机冷却风机的转速。
全文摘要
本发明公开了一种机车牵引电动机冷却风机的控制系统，属于机车控制领域。该控制系统根据牵引电动机的工作电流来控制牵引电动机冷却风机的转速，在DC/AC主逆变器中增设了电流传感器，使得电流传感器与DC/AC主逆变器中的主逆变器控制器相连接。通过本发明，牵引电动机冷却风机的转速能够得到迅速精确地控制，极大地降低牵引电动机冷却风机消耗的辅助功率，并且整个系统的维护也比较方便。
文档编号H02P27/06GK102045025SQ20101054922
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者任聪, 刘顺国, 孟玉发, 彭长福, 李茹华, 樊迟 申请人:南车资阳机车有限公司