机车牵引用恒转速变频发电装置制造方法及图纸

一种机车牵引用恒转速变频发电装置，具有三相交流励磁发生器和异步发电机，其特征是所述励磁发生器具有单片微处理器、频率调节器和六个驱动支路，六个驱动支路的控制信号输入端分别接单片微处理器的六个Ｉ／０口，单片微处理器产生环形分配脉冲且依次分配给所述六个Ｉ／０口，六个驱动支路的输出端同接发电机的励磁绕组，频率调节器与单片微处理器的另一Ｉ／０口相接。本实用新型专利技术的发电装置具有可靠性高、造价低的特点。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发电装置，尤其是一种内燃机车用发电装置。现有的一种内燃机车牵引装置为交直交变频牵引装置，该牵引装置的发电部分由柴油发动机、交流发电机、整流电路和电子变频器构成。工作时，首先由柴油发动机带动交流发电机发出交流电流，再通过整流电路将该交流电流转换为直流电流，所得直流电流经电子变频器变频后再次成为交流电流，供给牵引机车运动的交流电动机。在该牵引装置的发电部分中，对电流作上述变换的目的在于通过电子变频器调节供给机车牵引用电动机的电流之频率，进而改变电动机转速，即实现调速。但是，由于该发电部分所需的整流电路和大功率电子变频器极其昂贵，因而大大提高了机车造价。另外，该种发电装置还具有可靠性差、故障率高等诸多缺点。因此，为了降低机车造价，提高运行性能，有必要为机车提供一种新型的发电装置。本技术的目的是提供一种造价较低的机车牵引用恒转速变频发电装置。本技术的基本构思是通过发电机直接发出频率可调的交变电流。由发电机输出电流的频率计算公式f＝np/60(式中n为发电机转子转速，p为发电机磁极对数)可以看出，改变n或p均可改变频率。但实际上改变p只会造成电机结构复杂化，且频率无法连续可调；改变n则要受柴油机转速的影响。所以，上述方法都不能采用。鉴于此，本技术采用了异步发电机(DDJ)，该发电机内部的旋转磁场由转子旋转磁场和三相可控旋转磁场合成。这个合成的同步旋转磁场转速为Nt＝Nz-Nk(式中Nz为转子旋转磁场转速，Nk为三相可控旋转磁场转速)，所以此时发电机频率公式变为f＝(Nz-Nk)p/60。由公式可知，如果Nk在0＜Nk＜Nz范围内变化，发电机输出电流的频率即可变。假设Nz＝1000r/min，若Nk被控制在0-1000r/min内变化，则发电机输出频率就在0-150Hz内变化。亦即是说，通过对供给发电机励磁绕组的励磁电流之频率进行调节和控制，即可由发电机发出频率可变的交变电流。因此，本技术的发电装置具有异步发电机和特别设置的三相交流励磁发生器。所述三相交流励磁发生器具有单片微处理器、频率调节器和六个驱动支路。六个驱动支路的控制信号输入端分别接单片微处理器的六个I/O口，单片微处理器产生环形分配脉冲且依次分配给所述六个I/O口。六个驱动支路的输出端同接发电机的励磁绕组。频率调节器与单片微处理器的另一I/O口相接。在使用本技术的发电装置时，通过适当设置单片微处理器的控制程序，即可利用单片微处理器产生环形分配脉冲，并依次经上述六个I/O口输送给六个驱动支路，向发电机励磁绕组提供交流电流。利用频率调节器对单片微处理器产生的环形分配脉冲之频率进行调节，可相应调节向发电机励磁绕组输送的交流电流的频率，进而让发电机发出频率可变的电流，实现机车牵引电机转速的调整。在上述过程中，外设的对发电机驱动的柴油机转速恒定不变，故本技术为一种恒转速变频发电装置。本技术的发电装置与前述现有机车牵引用发电装置相比，由于不再对发电机发出电流进行整流及变频，相应不再设置前述整流电路及大功率电子变频器，不但可降低故障率，提高可靠性，而且可显著降低机车造价(可降低造价60％)，从而具有可靠性高、造价低的特点。本技术的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本技术的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。附图说明图1是实施例中发电装置的电路框图。图2是电路图。如图1所示，本实施例中的发电装置具有三相交流励磁发生器和异步发电机1。所述三相交流励磁发生器具有单片微处理器2、频率调节器3和六个驱动支路4～9。六个驱动支路4～9的控制信号输入端分别接单片微处理器2的六个I/O口，单片微处理器2产生环形分配脉冲且依次分配给上述六个I/O口。六个驱动支路4～9的输出端同接发电机1的励磁绕组。频率调节器3与单片微处理器2的另一I/O口相接。如图2所示，在本实施例中，上述异步发电机1即DDJ(其励磁绕组为N)，单片微处理器2即IC7，频率调节器3即电位器P0。另外，上述六个驱动支路4～9均由光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路构成。光电隔离电路的输入端构成所述驱动支路的控制信号输入端。光电隔离电路的输出端接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端接功率输出电路的控制端。功率输出电路的输出端构成所述驱动支路的输出端。其中，构成驱动支路4的光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路分别由光电耦合器G01、驱动器IC1和IGBT管(绝缘栅极双极晶体管)T1充当；构成驱动支路5的光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路分别由光电耦合器G02、驱动器IC4和IGBT管T4充当；构成驱动支路6的光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路分别由光电耦合器G03、驱动器IC3和IGBT管T3充当；构成驱动支路7的光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路分别由光电耦合器G04、驱动器IC6和I6BT管T6充当；构成驱动支路8的光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路分别由光电耦合器G05、驱动器IC5和IGBT管T5充当；构成驱动支路9的光电隔离电路、驱动电路和功率输出电路分别由光电耦合器G06、驱动器IC2和IGBT管T2充当。本实施例中发电装置的工作流程如下首先由J1、J2处提供可控直流电源，然后由微处理器IC7产生环形分配脉冲，通过光耦隔离和驱动器的驱动，按次给每个IGBT管的栅极提供触发脉冲，使其导通逆变。在一个周期内，其导通动作及导通后主电流流通方向分为以下几个区间1.由J1、J2接入直流电源，由IC7给T1和T6提供栅极触发脉冲，电流按X-a-N-b-Y的路径流通；2.当相移60度后，由IC7给T2提供栅极触发脉冲，同时停止供给T6的栅极触发脉冲，这时主电流沿X-a-N-c-Y路径流通；3.当相移60度后，由IC7给T3提供栅极触发脉冲，同时停止供给T1的栅极触发脉冲，这时主电流沿X-b-N-c-Y路径流通；4.当相移60度后，由IC7给T4提供栅极触发脉冲，同时停止供给T2的栅极触发脉冲，这时主电流沿X-b-N-a-Y路径流通；5.当相移60度后，由IC7给T5提供栅极触发脉冲，同时停止供给T3的栅极触发脉冲，这时主电流沿X-c-N-a-Y路径流通；6.当相移60度后，由IC7给T6提供栅极触发脉冲，同时停止供给T4的栅极触发脉冲，这时主电流沿X-c-N-b-Y路径流通；7.当相移60度后，由IC7给T1提供栅极触发脉冲，同时停止供给T5的栅极触发脉冲，这时主电流沿X-a-N-b-Y路径流通。以上所述为发电装置的整个工作流程。下面以T1为例说明每一个IGBT管的触发过程可控直流电源对发生器供电后，由IC7从微处理器的RB0位输出一个高电平，使光电耦合器G01的发光二极管有脉冲电流流过，接着G01的光电三极管导通，并输出一个低电平。当IC1的2、6脚为低电平时，3脚则输出高电平，即T1的栅极也得到一个高电平，从而使T1触发导通。T2～T6的触发过程与T1相似。在本实施例中，三相交流励磁发生器可向发电机励磁绕组输出频率可变的励磁，而这个可变的输出频率是由调节电位器P0改变产生触发脉冲的频率所得到的。异步发电机在工作时可采用同步发电机的工作方式。本实施例中的发电装置还增设有由主要由过流取样电阻Rg1和比较器(1/2)LM393(Oq)及光耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机车牵引用恒转速变频发电装置，具有三相交流励磁发生器和异步发电机，其特征是所述励磁发生器具有单片微处理器、频率调节器和六个驱动支路，六个驱动支路的控制信号输入端分别接单片微处理器的六个Ｉ／Ｏ口，单片微处理器产生环形分配脉冲且依次分配给所述六个Ｉ／Ｏ口，六个驱动支路的输出端同接发电机的励磁绕组，频率调节器与单片微处理器的另－Ｉ／Ｏ口相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高荫川，高嵩，
申请(专利权)人：成都机车车辆厂，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]