用于机车的自激牵引交流发电机制造技术

提供一种用于具有至少一个原动机(104)的机车(102)的自激系统(106)。自激系统(106)可以包括牵引交流发电机(110)、永磁电机(108)和斩波器电路(112)。牵引交流发电机(110)可以包括交流发电机定子(136)和机械地耦合至原动机(104)的驱动轴(140)的交流发电机转子(138)。永磁电机(108)可以包括机器定子(142)和机械地耦合至驱动轴(140)的机器转子(144)。斩波器电路(112)可以配置成从机器定子(142)接收电信号并且控制牵引交流发电机(110)的场激励。

Self excited traction alternator for locomotive

A self-excited system (106) for a locomotive (102) having at least one prime mover (104) is provided. The self-excited system (106) may include a traction alternator (110), a permanent magnet motor (108), and a chopper circuit (112). The traction alternator (110) may include an alternator stator (136) and an alternator rotor (138) mechanically coupled to a drive shaft (140) of the prime mover (104). The permanent magnet motor (108) may include a machine stator (142) and a machine rotor (144) mechanically coupled to the drive shaft (140). The chopper circuit (112) can be configured to receive electrical signals from the machine stator (142) and to control field excitation of the traction alternator (110).

【技术实现步骤摘要】
用于机车的自激牵引交流发电机
本公开大体上涉及用于机车的电驱动系统，并且更具体地涉及用于牵引交流发电机的系统和装置。
技术介绍
牵引交流发电机通常在机车中使用以向推进机车的牵引马达供电。牵引交流发电机本身的驱动力通常由诸如内燃机等的原动机中的机械输入和与电磁场激励源进行的电磁交互的组合而提供。另外，通常由同一原动机或其驱动轴驱动的配套交流发电机用于向场斩波器电路供电，该场斩波器电路继而给牵引交流发电机供应向附接的牵引马达产生电功率所需要的场激励。配套交流发电机还可以用于向机车的各种辅助负荷供电。如美国公开案号2013/0079959(“Swanson”)中所公开，例如，示出了用于具有配套交流发电机和牵引交流发电机的机车的动力系统。在Swanson，配套交流发电机驱动牵引交流发电机场调节器，其接着提供由牵引交流发电机向与牵引马达相关联的动力切换部件产生电功率的所需要的场激励。虽然这样的常规设置可以适用于操作机车，但是仍然有改进空间。特别是，机车工业中的某些常见目标通常包括降低实施和维修成本、减载重量以及提供更简化的动力方案。一种这样的改进旨在克服对配套交流发电机的需要，如果可行，那么这可消除复杂性、与具有附加车载交流发电机相关联的重量和成本。如果(例如)从牵引交流发电机输出至辅助负荷的电功率可反馈至场斩波器电路并且用于以闭环形式驱动牵引交流发电机，那么可以省略配套交流发电机。虽然这样的设置消除了对附加配套交流发电机的需要，但是反馈环面临其它潜在问题。例如，若干逆变器、整流器和与牵引交流发电机相关联的其它支持电路中的任一个或逆变器、整流器和与辅助负荷相关联的电路中的任一个中的电气故障可能不利地影响场斩波器电路并且因此影响牵引交流发电机的场激励。另外，对整体动力系统的不利影响的潜在性由于牵引交流发电机的高电压本质以及牵引交流发电机的输出中的高电压误差再次回引至其输入中的可能性而进一步加剧。鉴于与机车和常规电驱动系统相关联的前述缺点，因此需要更简化而又可靠的动力解决方案，其可克服对配套交流发电机的需要而不会不利地影响性能。因此，本专利技术旨在解决上文阐述的一个或多个缺陷和缺点。然而，应当明白的是，任何特定问题的解决方案并非对本专利技术或所附权利要求书的范围的限制，除了明确提及的范围外。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，提供了一种用于具有至少一个原动机的机车的自激系统。该自激系统可以包括牵引交流发电机、永磁电机和斩波器电路。牵引交流发电机可以包括交流发电机定子和机械地耦合至原动机的驱动轴的交流发电机转子。永磁电机可以包括机器定子和机械地耦合至同一驱动轴的机器转子。斩波器电路可以配置成从永磁电机定子接收电信号并且控制牵引交流发电机的场激励。在本专利技术的另一个方面中，提供了一种用于具有至少一个原动机和一个或多个负荷的机车的电驱动系统。该电驱动系统可以包括牵引交流发电机、永磁电机、斩波器电路和公共总线。牵引交流发电机可以包括交流发电机定子和机械地耦合至原动机的驱动轴的交流发电机转子。永磁电机可以包括机器定子和机械地耦合至驱动轴的机器转子。斩波器电路可以配置成从机器定子接收电信号并且控制牵引交流发电机的场激励。公共总线可以在交流发电机定子与该一个或多个负荷之间进行电通信。在本专利技术的又一方面中，提供了一种机车。该机车可以包括具有驱动轴的原动机、可操作地耦合至驱动轴的牵引交流发电机、可操作地耦合至驱动轴的永磁电机、配置成从永磁电机接收电信号并且控制牵引交流发电机的场激励的斩波器电路、具有牵引电路和一个或多个牵引马达的牵引系统，以及在牵引交流发电机与牵引系统之间进行电通信的公共总线。附图说明图1是如应用于机车的具有本专利技术的自激系统的一个示例性电驱动系统的示意图；图2是具有本专利技术的自激系统的一个示例性电驱动系统的示意图；以及图3是具有永磁电机、牵引交流发电机和斩波器电路的本专利技术的一个示例性自激系统的示意图。具体实施方式现在参考图1，提供了用于轨道机车102的电驱动系统100的一个示例性实施例。虽然电驱动系统100被示为在机车102中实施，但是将理解的是，电驱动系统100可以适用于其它类型的移动机器、合适的固定机器等并且可以在其中实施。如所示，电驱动系统100可以包括至少一个原动机104，诸如柴油机、汽油机、气态-燃料驱动发动机或本领域中已知的配置成燃烧燃料以产生机械动力输出的任何其它类型的发动机。电驱动系统100还可以包括具有永磁电机108、牵引交流发电机110和斩波器电路112(其基于由原动机104供应的机械动力共同地产生电功率)的装置的自激系统106，如下文将进一步更详细地讨论。如图1中所示，电驱动系统100可以进一步包括整流器电路114，其配置成将由自激系统106输出的电功率转换为适当电压用于支持电驱动系统100的各种负荷中的一个或多个。例如，整流器电路114可以将接收自该自激系统106的交流(AC)电压信号转换为直流(DC)总线电压以通过公共总线116传送。继而，公共总线116可以配置成将DC总线电压电耦合至以下的一个或多个：牵引系统118、辅助系统120、制动系统122以及电驱动系统100的任何其它负荷。更具体地，牵引系统118、辅助系统120和制动系统122中每一个均与公共总线116并联电耦合。或者，其它负荷可以耦合至公共总线116且其它合适设置的连接是可行的。仍然参考图1，牵引系统118通常可以包括操作地耦合至机车102的一个或多个牵引装置126(诸如跨在轨道上的车轮)的一个或多个牵引马达124。另外，牵引马达124可以配置成将电能转换为机械能以响应于接收自机车102的操作者的节流命令而驱动牵引装置126并且推进机车102。牵引系统118可以进一步包括牵引电路128，其配置成将牵引马达124耦合至公共总线116并且向每个牵引马达124供应DC总线电压。在采用三相AC牵引马达124的实施例中，例如，牵引电路128可以包括一个或多个逆变器或适于将DC总线电压转换为适当的三相AC电压信号用于驱动牵引马达124的任何其它合适电路装置。因此，可以由其它合适类型的牵引电路128支持其它类型或设置的牵引马达124。另外，图1的辅助系统120通常可以包括机车102中耦合至电驱动系统100的一个或多个辅助负荷130。例如，辅助负荷130可以包括冷却风扇、鼓风机、辅助功率转换器、照明系统、加热、通风与空气调节(HVAC)系统等中的任何一个或多个。辅助系统120还可以包括配置成将每个辅助负荷130电耦合至公共总线116的辅助电路132。例如，辅助电路132可以包括通常在本领域中用于将DC总线电压转换为操作每个辅助负荷130所需要的适当AC和/或DC电压信号的逆变器、滤波器、变压器和整流器的任何合适组合。另外，图1的制动系统122可以包括制动格栅134或选择性地与公共总线116并联耦合用于动态制动操作模式的电阻电路，如通常用于机车102。转向图2，更详细地示出了采用自激系统106的电驱动系统100的一个示例性实施例。类似于图1的实施例，图2的电驱动系统100另外包括原动机或发动机104、整流器电路114、公共总线116、牵引系统118、辅助系统120和制动系统122。显而易见，自激系统106是自支持的或能够对自身供电而不需要附加交流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有至少一个原动机(104)的机车(102)的自激系统(106)，包括：牵引交流发电机(110)，其具有交流发电机定子(136)和机械地耦合至所述原动机(104)的驱动轴(140)的交流发电机转子(138)；永磁电机(108)，其具有机器定子(142)和机械地耦合至所述驱动轴(140)的机器转子(144)；以及斩波器电路(112)，其配置成从所述机器定子(142)接收电信号并且控制所述牵引交流发电机(110)的场激励。

【技术特征摘要】
2016.01.05 US 14/9882271.一种用于具有至少一个原动机(104)的机车(102)的自激系统(106)，包括：牵引交流发电机(110)，其具有交流发电机定子(136)和机械地耦合至所述原动机(104)的驱动轴(140)的交流发电机转子(138)；永磁电机(108)，其具有机器定子(142)和机械地耦合至所述驱动轴(140)的机器转子(144)；以及斩波器电路(112)，其配置成从所述机器定子(142)接收电信号并且控制所述牵引交流发电机(110)的场激励。2.根据权利要求1所述的自激系统(106)，其中所述机器转子(144)能够由所述驱动轴(140)旋转地驱动以在所述机器定子(142)中引发交流信号。3.根据权利要求1所述的自激系统(106)，其中所述斩波器电路(112)配置成从所述机器定子(142)接收交流信号并且向所述交流发电机转子(138)输出直流信号以控制所述牵引交流发电机(110)的所述场激励。4.根据权利要求1所述的自激系统(106)，其中所述交流发电机转子(138)配置成响应于所述场激励在所述交流发电机定子(136)中引发交流信号。5.根据权利要求1所述的自激系统(106)，其中所述斩波器电路(112)配置成经由一个或多个场线圈(146)与所述交流发电机转子(138)电通信。6.一种机车(102)，包括：具有驱动轴(140)的原动机(104)；能够操作地耦合至所述驱动轴(140)的牵引交流发电机(110)；能够操...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·M·贾拉，
申请(专利权)人：易安迪机车公司，
类型：发明
国别省市：美国,US