一种能快速启动内燃机的拓扑系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种能快速启动内燃机的拓扑系统，包括交流辅助同步电机和蓄电池，所述交流辅助同步电机带动柴油机工作；所述蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池；所述交流辅助同步电机与DC/DC相连接，所述DC/DC与所述第一蓄电池相连接，所述第二蓄电池通过开关与第一AC/DC相连接，所述第一AC/DC与两个并联的DC/AC相连接，两个并联的所述DC/AC分别与带载的空气压缩机相连接；由于柴油机具有负载转矩大且会随转速的变化而变化的特点，导致其启动困难。而本方案采取柴油机变频启动的方式，可使得柴油机很好的启动。

【技术实现步骤摘要】
一种能快速启动内燃机的拓扑系统
本技术涉及工业自动化领域，尤其涉及一种能快速启动内燃机的拓扑系统。
技术介绍
辅助系统是内燃机车的一个重要组成部分，它起着包括柴油机的起动、辅助系统供电、主发电机励磁供给、牵引电动机的通风冷却、柴油机散热器的通风冷却和空气系统压力风的供应等功能，起着维系机车起动、正常运行的重要作用。传统的内燃机车一直采用以机械传动为主的辅助系统，用直流起动发电机起动柴油机，起动完成后该电机转为发电工况，对蓄电池充电，并向辅助回路、空压机电机、控制回路和照明回路供电。空压机电机、牵引电机通风机等均采用直流电机驱动。这类系统技术较简单，也较成熟，但占用机车空间多，生产制造难度大，故障率较高，很难保证机车的可靠性。在柴油机变频启动方面，目前，GE公司已在其设计的内燃机车上采用了一种柴油机变频起动方案。在该方案中，主发电机作为直流无换向器电动机，工作于电动机工况，其励磁绕组需并联分流电阻实现串励磁控制。这种控制方案原理简单，但实现起来相对复杂，且对电机的控制效果不好。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种能快速启动内燃机的拓扑系统，可起动正、反转两种转向的柴油机，无需进行转向判断和调整。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：本技术提供了一种能快速启动内燃机的拓扑系统，包括交流辅助同步电机和蓄电池，所述交流辅助同步电机带动柴油机工作；所述蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池；所述交流辅助同步电机与DC/DC相连接，所述DC/DC与所述第一蓄电池相连接，所述第二蓄电池通过开关与第一AC/DC相连接，所述第一AC/DC与两个并联的DC/AC相连接，两个并联的所述DC/AC分别与带载的空气压缩机相连接。进一步，所述DC/AC与所述空气压缩机之间依次串联有滤波电感、第一接触器和空气开关；所述滤波电感与所述第一接触器之间并联有滤波电容。进一步，两个所述空气压缩机的输入线路之间连接有第二接触器。进一步，还包括第二AC/DC，所述第二AC/DC与所述交流辅助同步电机相连接，所述第一AC/DC和所述第二AC/DC并联相连接。进一步，所述第一AC/DC为一个三相可控整流单元，由6个IGBT组成；所述第二AC/DC为一个三相不可控整流单元，由6个二极管组成。进一步，所述第一AC/DC能够正常工作于四象限，所述第一AC/DC与所述交流辅助同步电机相配合。进一步，所述柴油机变频启动过程中，所述第一AC/DC工作于逆变工况。进一步，所述柴油机正常工作时，所述第一AC/DC工作于整流工况。进一步，当所述柴油机开始启动时，所述第一蓄电池产生直流电，经过所述DC/DC后，为所述交流辅助同步电机提供电流；同时，第二蓄电池产生直流电，经过闭合的所述开关，通过所述第一AC/DC励磁后，为所述交流辅助同步电机提供电流；所述交流辅助同步电机启动后带动所述柴油机工作；当柴油机正常工作后，断开所述开关，所述柴油机带动所述交流辅助同步电机产生三相交流电，经过所述第一AC/DC，形成直流电网，再分别经过所述DC/AC逆变为交流电，供给所述空气压缩机，带动所述空气压缩机正常工作。本技术的有益效果为：由于柴油机具有负载转矩大且会随转速的变化而变化的特点，导致其启动困难。而本方案采取柴油机变频启动的方式，可使得柴油机很好的启动；取消了传动柴油机起动所需的直流起动发电机及变速箱，降低了系统维护要求，维修方便，大大节省了车内空间；交流辅助同步电机的励磁绕组采取并励磁的方式，转子边通入直流电流励磁，构成旋转磁极(也即旋转磁场或同步磁场)。定子边通入交流电流励磁，建立旋转磁场。这可以优化起动控制策略，显著提高起动转矩；可起动正、反转两种转向的柴油机，无需进行转向的判断和调整；实现了柴油机变频起动，交流辅助同步电机的励磁，提供辅助电网，带动空气压缩机正常工作等多个功能。附图说明图1一种能快速启动内燃机的拓扑系统的方案示意图；图2为一种能快速启动内燃机的拓扑系统的结构示意图；图3为蓄电池的拓扑结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本技术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用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1至图3，一种能快速启动内燃机的拓扑系统，包括交流辅助同步电机11和蓄电池，所述交流辅助同步电机11带动柴油机10工作；所述蓄电池包括第一蓄电池13和第二蓄电池14；所述交流辅助同步电机11与DC/DC12相连接，所述DC/DC12与所述第一蓄电池13相连接，所述第二蓄电池14通过开关15与第一AC/DC16相连接，所述第一AC/DC16与两个并联的DC/AC18相连接，两个并联的所述DC/AC18分别与带载的空气压缩机19相连接。所述DC/AC18与所述空气压缩机19之间依次串联有滤波电感21、第一接触器22和空气开关23；所述滤波电感21与所述第一接触器22之间并联有滤波电容25。两个所述空气压缩机19的输入线路之间连接有第二接触器24。还包括第二AC/DC17，所述第二AC/DC17与所述交流辅助同步电机11相连接，所述第一AC/DC16和所述第二AC/DC17并联相连接。所述第一AC/DC16为一个三相可控整流单元，由6个IGBT组成；所述第二AC/DC17为一个三相不可控整流单元，由6个二极管组成。所述第一AC/DC16能够正常工作于四象限，所述第一AC/DC16与所述交流辅助同步电机11相配合。所述柴油机10变频启动过程中，所述第一AC/DC16工作于逆变工况。所述柴油机10正常工作时，所述第一AC/DC16工作于整流工况。一种能快速启动内燃机的拓扑系统：当所述柴油机10开始启动时，所述第一蓄电池13产生直流电，经过所述DC/DC后，为所述交流辅助同步电机11提供电流；同时，第二蓄电池14产生直流电，经过闭合的所述开关15，通过所述第一AC/DC16励磁后，为所述交流辅助同步电机11提供电流；所述交流辅助同步电机11启动后带动所述柴油机10工作；当柴油机10正常工作后，断开所述开关15，所述柴油机10带动所述交流辅助同步电机11产生三相交流电，经过所述第一AC/DC16，形成直流电网，再分别经过所述DC/AC18逆变为交流电，供给所述空气压缩机19，带动所述空气压缩机19正常工作。该新型辅助变流拓扑系统：包含柴油机变频启动和辅助变流系统正常工作这两部分。采用交流辅助同步电机11来代替以往的直流启动发电机和变速箱，交流辅助同步电机11在柴油机10变频启动部分工作于电动机工况，于辅助变流系统部分工作在发动机工况。从而实现一机多用，即可省去传统结构中的专门用于启动的直流电机。共用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能快速启动内燃机的拓扑系统，其特征在于：包括交流辅助同步电机(11)和蓄电池，所述交流辅助同步电机(11)带动柴油机(10)工作；所述蓄电池包括第一蓄电池(13)和第二蓄电池(14)；/n所述交流辅助同步电机(11)与DC/DC(12)相连接，所述DC/DC(12)与所述第一蓄电池(13)相连接，所述第二蓄电池(14)通过开关(15)与第一AC/DC(16)相连接，所述第一AC/DC(16)与两个并联的DC/AC(18)相连接，两个并联的所述DC/AC(18)分别与带载的空气压缩机(19)相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种能快速启动内燃机的拓扑系统，其特征在于：包括交流辅助同步电机(11)和蓄电池，所述交流辅助同步电机(11)带动柴油机(10)工作；所述蓄电池包括第一蓄电池(13)和第二蓄电池(14)；
所述交流辅助同步电机(11)与DC/DC(12)相连接，所述DC/DC(12)与所述第一蓄电池(13)相连接，所述第二蓄电池(14)通过开关(15)与第一AC/DC(16)相连接，所述第一AC/DC(16)与两个并联的DC/AC(18)相连接，两个并联的所述DC/AC(18)分别与带载的空气压缩机(19)相连接。


2.根据权利要求1所述的一种能快速启动内燃机的拓扑系统，其特征在于：所述DC/AC(18)与所述空气压缩机(19)之间依次串联有滤波电感(21)、第一接触器(22)和空气开关(23)；所述滤波电感(21)与所述第一接触器(22)之间并联有滤波电容(25)。


3.根据权利要求2所述的一种能快速启动内燃机的拓扑系统，其特征在于：两个所述空气压缩机(19)的输入线路之间连接有第二接触器(24)。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志鑫，杨建宇，姜风光，徐东华，卢显平，叶心，
申请(专利权)人：武汉征原电气有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42