專利名稱：一種機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻風機控制系統(tǒng)，尤其是一種機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)有三種。第一種控制系統(tǒng)如圖1所 示，柴油機與冷卻風機直接連接來控制機車牽引電動機的冷卻風機。采用此種裝置其控制 方法比較簡單，但是存在以下缺點1.在機車低速牽引時，雖然機車消耗的功率小，柴油機 轉(zhuǎn)速低，由柴油機寄機械驅(qū)動機車牽引電動機冷卻風機風量小，但是機車牽引電機工作電 流大，從而該電機的溫度高，容易造成機車牽引電機絕緣老化快，致使機車牽引電機使用壽 命縮短；2.在機車停車，柴油機惰轉(zhuǎn)工作狀態(tài)時，柴油機還必須驅(qū)動機車牽引電動機冷卻 風機，個人浪費了大量能源。第二種控制系統(tǒng)如圖2所示，柴油機驅(qū)動輔助交流發(fā)電機發(fā)出三相交流電壓，由 此交流電壓來驅(qū)動該牽引電動機的冷卻風機。該裝置的優(yōu)點在于克服了在第一種控制系 統(tǒng)中在機車停車，柴油機惰轉(zhuǎn)工作狀態(tài)時，柴油機還會驅(qū)動機車牽引電動機的冷卻風機的 缺點，由此節(jié)約了大量能源。但是其還存在以下缺點在機車低速牽引時，雖然機車消耗的 功率小，柴油機轉(zhuǎn)速低，由柴油機驅(qū)動輔助交流發(fā)電機發(fā)出三相交流電源頻率和電壓低，機 車牽引電動機的冷卻風機轉(zhuǎn)速低，因此機車牽引電動機的冷卻風機風量小，但是機車牽引 電機工作電流大，從而該電機的溫度高，這樣就容易使機車牽引電動機絕緣老化快，致使機 車牽弓I電動機使用壽命縮短。上述兩種控制系統(tǒng)中，隨著柴油機的轉(zhuǎn)速變化，機車牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速 都會發(fā)送相應的變化。第三種控制系統(tǒng)如圖3所示，柴油機與主交流發(fā)電機、輔助交流發(fā)電機相連接，主 交流發(fā)電機發(fā)出三相交流電壓經(jīng)整流后驅(qū)動牽引電動機TMC，輔助交流發(fā)電機發(fā)出三相交 流電壓經(jīng)整流器整流后，通過輔助變頻器驅(qū)動牽引電動機的冷卻風機FM，并且牽引電動機 中設(shè)置于定子鐵芯里的溫度傳感器與輔助交流控制器相連接，輔助交流控制器與輔助變頻 器相連接。其中，輔助交流控制器根據(jù)牽引電動機定子鐵芯溫度的變化來控制輔助變頻器 輸出電源的頻率，從而改變機車牽引電動機冷卻風機FM的轉(zhuǎn)速。此控制系統(tǒng)克服了上述 兩種裝置存在的缺點。但是其還存在以下缺點1.檢測牽引電動機中定子鐵芯溫度的溫度 傳感器深埋在牽引電動機的定子鐵芯中，一旦該傳感器損壞，則無法更換，致使無法控制牽 引電動機的冷卻風機，因此必須要求該傳感器質(zhì)量絕對可靠，但是任何部件都不可能做到 100%可靠；2.牽引電動機的定子鐵芯發(fā)熱溫度升高后，溫度傳感器才能檢測到，因此對于 牽引電動機的定子線纜而言，從牽引電動機運轉(zhuǎn)到溫度傳感器檢測到溫度升高在時間上相 對滯后，因此還是存在牽引電動機定子線纜絕緣容易老化，縮短牽引電動機使用壽命的缺 點ο
發(fā)明內(nèi)容
本 發(fā)明的目的是提供一種維護容易并且控制精確的機車牽引電動機的冷卻風機 控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下該機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)，包含依次 相連接的柴油機、主發(fā)電機、AC/DC整流器，分別與AC/DC整流器相連接的DC/AC主逆變器和 DC/AC輔逆變器，分別與DC/AC主逆變器和DC/AC輔逆變器相連接的牽引電動機、牽引電動 機冷卻風機，機車微機控制裝置，通過AMS BUS/CAN OPEN總線與DC/AC輔逆變器相連接并 且通過RS485/CAN OPEN總線與機車微機控制裝置相連接的輔助交流控制器，通過AMS BUS/ CAN OPEN總線與DC/AC主逆變器相連接并且通過MVB總線與機車微機控制裝置相連接的牽 引控制單元DCU，在含有主逆變器控制器的DC/AC主逆變器中增設(shè)了電流傳感器，其中電流 傳感器與主逆變器控制器相連接，用于將所述牽引電動機的工作電流依次通過主逆變器控 制器、牽引控制單元、機車微機控制裝置至輔助交流控制器，由輔助交流控制器控制DC/AC 輔逆變器輸出三相變頻變壓電源，以控制牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
采用電流傳感器替代先前設(shè)置于定子鐵芯內(nèi)的溫度傳感器，根據(jù)牽引電動機的工作 電流，而不是定子鐵芯的溫度來控制冷卻風機的轉(zhuǎn)速，能夠更為迅速精確地控制其轉(zhuǎn)速，極 大地降低牽引電動機冷卻風機消耗的輔助功率，并且與深埋于定子鐵芯中的溫度傳感器不 同，電流傳感器發(fā)生故障時，其更換較為容易，整套系統(tǒng)的維護比較方便。
本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中第一種機車牽引電動機的冷卻風機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中第二種機車牽引電動機的冷卻風機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中第三種機車牽引電動機的冷卻風機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該機車牽引電動機的冷卻風機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已?，F(xiàn)有技術(shù)中機車牽引電動機的冷卻風機可以通過柴油機直接控制，或者由柴油機 通過輔助交流發(fā)電機發(fā)出三相交流電壓來控制，這兩種控制系統(tǒng)中隨著柴油機轉(zhuǎn)速的變 化，機車牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速也會發(fā)送相應的變化。此外，在另外一種冷卻風機控制 系統(tǒng)中包含依次相連接的柴油機、輔助交流發(fā)電機、整流器和輔助變頻器，還增設(shè)了與該輔助變頻器相連接的輔助交流控制器和設(shè)置在牽引電動機內(nèi)部的溫度傳感器，其中該溫度傳 感器與輔助交流控制器相連接。該冷卻風機的轉(zhuǎn)速是輔助交流控制器通過牽引電動機定子 鐵芯溫度的變化控制輔助變頻器輸出的電源頻率，從而改變機車牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn) 速。此種控制系統(tǒng)相對于前述兩種控制系統(tǒng)解決了能源浪費的問題，但是由于溫度傳感器 深埋于牽引電動機的定子鐵芯中，一旦傳感器損壞，就無法更壞，從而造成對牽引電動機冷 卻風機無法控制，這就要求該溫度傳感器質(zhì)量絕對可靠，但是任何部件都無法做到100%可 靠；并且 溫度傳感器在溫度升高后才能檢測到，需要一段時間，相對于牽引電動機的轉(zhuǎn)動滯 后，從而使牽引電動機的定子線纜容易老化，縮短牽引電動機使用壽命。本發(fā)明中機車牽引電動機冷卻風機控制系統(tǒng)克服了上述缺點，根據(jù)本發(fā)明的一個 實施例，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，該系統(tǒng)包含柴油機、主發(fā)電機、AC/DC整流器、含有主逆 變器控制器的DC/AC主逆變器、DC/AC輔逆變器、牽引電動機TMC、牽引電動機冷卻風機FM、 牽引控制單元DCU、機車微機控制裝置和輔助交流控制器，其中柴油機與主發(fā)電機相連接， 主發(fā)電機發(fā)出三相交流電壓，并且與AC/DC整流器相連接整流成中間直流電壓。AC/DC整流 器與DC/AC主逆變器、DC/AC輔逆變器相連接并且DC/AC主逆變器、DC/AC輔逆變器分別與 牽引電動機TMC、牽引電動機冷卻風機FM相連接，該中間直流電壓通過DC/AC主逆變器轉(zhuǎn)變 成三相變頻變壓交流電源來驅(qū)動牽引電動機TMC，通過DC/AC輔逆變器轉(zhuǎn)變成三相變頻變 壓電源供應給牽引電動機冷卻風機以驅(qū)動其轉(zhuǎn)動。DC/AC主逆變器通過AMS BUS/CAN OPEN 總線與牽引控制單元DCU相連接，機車微機控制裝置通過MVB總線與DCU相連接并且通過 RS485/CAN OPEN總線與輔助交流控制器相連接，DC/AC輔逆變器通過AMS BUS/CAN OPEN總 線與輔助交流控制器相連接。在該控制裝置的DC/AC主逆變器中增設(shè)有電流傳感器，在牽 引電動機冷卻風機的運行過程中，牽引電動機TMC的工作電流通過DC/AC主逆變器中的電 流傳感器檢測后，傳輸給其中的主逆變器控制器，其通過AMS BUS/CAN OPEN總線將檢測到 的電流傳輸給牽引控制單元DCU，再通過MVB總線傳輸給機車微機控制裝置，而機車微機控 制裝置再通過RS485/CAN OPEN總線將TMC的工作電流傳輸給輔助交流控制器，輔助交流控 制器根據(jù)牽引電動機的工作電流信號控制DC/AC輔逆變器輸出電源的頻率和電壓，從而達 到控制牽引電動機冷卻風機轉(zhuǎn)速的目的。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，如圖5所示，與前述結(jié)構(gòu)不同在于將DC/AC主逆變 器中的電流傳感器直接與輔助交流控制器相連接。綜上所述，由于該冷卻風機的控制系統(tǒng)是根據(jù)牽引電動機的電流，由輔助交流控 制器來調(diào)整DC/AC輔逆變器輸出電源的頻率，從而改變機車牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速。 換句話說，冷卻風機的轉(zhuǎn)速由電流傳感器檢測出的牽引電動機的工作電流控制。相比于在 控制中采用設(shè)置于定子鐵芯中的溫度傳感器，通過定子鐵芯的溫度來調(diào)節(jié)冷卻風機的轉(zhuǎn) 速，該控制裝置具有維護方便、反應速度快并且控制精確的優(yōu)點。本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1. 一種機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)，其特征在于包含依次相連接的柴油 機、主發(fā)電機、AC/DC整流器，分別與所述AC/DC整流器相連接的DC/AC主逆變器和DC/AC 輔逆變器，分別與所述DC/AC主逆變器和所述DC/AC輔逆變器相連接的牽弓I電動機、牽弓I電 動機冷卻風機，機車微機控制裝置，通過AMS BUS/CAN OPEN總線與所述DC/AC輔逆變器相 連接并且通過RS485/CAN OPEN總線與所述機車微機控制裝置相連接的輔助交流控制器，通 過AMS BUS/CAN OPEN總線與所述DC/AC主逆變器相連接并且通過MVB總線與所述機車微 機控制裝置相連接的牽引控制單元D⑶，在含有主逆變器控制器的所述DC/AC主逆變器中 增設(shè)了電流傳感器，其中所述電流傳感器與所述主逆變器控制器相連接，用于將所述牽引 電動機的工作電流依次通過所述主逆變器控制器、所述牽引控制單元、所述機車微機控制 裝置至所述輔助交流控制器，由所述輔助交流控制器控制所述DC/AC輔逆變器輸出三相變 頻變壓電源，以控制所述牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機車牽引電動機冷卻風機的控制系統(tǒng)，屬于機車控制領(lǐng)域。該控制系統(tǒng)根據(jù)牽引電動機的工作電流來控制牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速，在DC/AC主逆變器中增設(shè)了電流傳感器，使得電流傳感器與DC/AC主逆變器中的主逆變器控制器相連接。通過本發(fā)明，牽引電動機冷卻風機的轉(zhuǎn)速能夠得到迅速精確地控制，極大地降低牽引電動機冷卻風機消耗的輔助功率，并且整個系統(tǒng)的維護也比較方便。
文檔編號H02P27/06GK102045025SQ20101054922
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者任聰, 劉順國, 孟玉發(fā), 彭長福, 李茹華, 樊遲 申請人:南車資陽機車有限公司