专利名称：可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种应用于现代铁路机车车辆的交流牵引传动系统试 验领域的技术，特别是一种可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统。
背景技术：
随着现代铁路机车车辆交流传动技术的发展，交流牵引传动试验系统也 在不断更新和发展，技术水平不断提高，功能日趋完善。机车车辆交流牵引 传动系统通常包括异步牵引电机、牵引变流器、牵引变压器。目前交流牵 引传动试验系统的发展趋势是
① 能耗型电气负载逐步淘汰，被能量回馈型所取代，而直流负载电机逐 步被交流负载电机所代替；
② 试验功能更加齐全，由单一的型式试验，逐步集成了系统试验和研发 性试验的功能，可模拟多种过程，进行系统和部件的多种性能试验；
③ 适应面越来越宽，提供多种制式电源，能够适应动车组、机车、地铁、 轻轨等不同功率等级、不同传动系统的试验需要；
④ 自动化程度高，配备数据自动采集和处理系统，广泛采用网络技术；
⑤ 控制及保护功能更加完善；
⑥ 可测量的技术参数越来越多；
⑦ 维护工作量少。
目前，国内交流传牵引动试验系统大多采用"被试异步电机+陪试直流 发电机+直流电动机+同步发电机"的旋转机组方案，电能的反馈通过同步 发电机发电馈网。该系统存在以下几个问题-
①模拟负载由多台电机组成，系统控制复杂，不容易稳定；② 试验系统占地面积大、运行噪音高、后期维护工作量大、运行成本高;
③ 采用直流电机作陪试电机，转速受换向器的限制，难以试验被试电机 的高速区段。
中图分类号为TM712、文献标识码为B、文章编号为1003-1820 (2008) 06-0004-05的技术文献公开了一种交流牵引传动能量互馈试验台，该实验台 的适用范围也比较小。
实用新型内容
本使用新型的目的是解决现有交流牵引传动试验系统存在的下列问题 模拟负载由多台电机组成，系统控制复杂，不容易稳定；试验系统占地面积 大、运行噪音高、后期维护工作量大、运行成本高；采用直流电机作陪试电 机，转速受换向器的限制，难以试验被试电机的高速区段。
本实用新型提供一种可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特征 在于，所述的系统包括陪试机组，包括复数个陪试电机；复数个传动单元， 每个所述的传动单元都用于所述陪试机组与被试交流牵引传动装置之间的动 力传动；传动控制单元，与所述传动单元相连接，用于根据所述陪试机组与 被试交流牵引传动装置的测试组合，调用相应的所述传动单元连接于所述陪 试机组与被试交流牵引传动装置之间。
本实用新型提供的试验系统较之同步机组反馈型试验系统具有能耗少、 设备占用少、可试范围广、试验项目齐全等优点，具备良好可控的试验负载 特性，能够满足铁路机车、动车组交流牵引传动系统进行各种工况模拟试验 的需求。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将 对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的 附图。
图1为一实施例中本实用新型的系统的示意图2为一实施例中本实用新型的测试控制单元与陪试变流器连接的示意
图3为一实施例中本实用新型的系统的示意图； 图4为一实施例中本实用新型的系统的示意图； 图5为一实施例中本实用新型的系统的示意图； 图6为一实施例中本实用新型的系统的示意图； 图7为一实施例中本实用新型的系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本 实用新型保护的范围。
为了克服现有技术的一系列缺陷，参考国际电工标准IEC61377《电力牵 引一机车车辆一逆变器供电的交流电动机及控制系统的综合试验》中对交流
牵引传动装置试验方案的推荐，实用新型人设计建造了一种采用多台异步电 机可变组合、网侧能量互馈的交流牵引传动试验系统。 如图1所示，本实用新型提供的系统包括
陪试机组l，所述的陪试机组1包括4个陪试变流器及4台陪试电机M1、 M2、 M3、 M4，其中每个陪试变流器分别连接于1台陪试电机(如图2所示)， 所述的陪试变流器可实现单相交流电到三相交流电的转换，所述的陪试电机 为三相交流异步电机。陪试变压器2，所述的陪试变压器2连接于铁路电网与陪试机组1，用于 提供陪试机组1所需的电能，所述系统中陪试变压器将供电网单相交流25kV 降压为陪试机组所需的电压等级。
复数个传动单元3，连接所述的陪试机组1的与被试交流牵引传动装置4， 每一个传动单元都用于连接陪试电机组与被试交流牵引传动装置之间的动力 传送。所述的传动单元可由传动齿轮和联轴节组成。
测试控制单元5，连接于被试交流牵引传动装置4的变流器及所述的4个 陪试变流器(如图2所示)，用于控制所述的陪试机组1以不同的陪试电机 组合与被试交流牵引传动装置4互相提供牵引力与再生制动力，使陪试机组 能够模拟被试交流牵引传动装置在不同运行工况时的负载特性。所述的测试 单元5还连接各种传感器，负责试验数据的采集分析，此处技术为本领域技 术人员所熟知，此处不再赘述。
还包括传动控制单元6，与所述复数个传动单元3相连接，用于根据所述
陪试机组与被试交流牵引传动装置的测试组合，调用相应的所述传动单元连 接于所述陪试机组与被试交流牵引传动装置之间，即随着测试的被试交流牵 引传动装置不同所使用的陪试电机组合也不相同，匹配两者之间连接的传动 单元也不相同。
如图3所示，在一实施例中本实用新型的可变陪试电机组合交流牵引传 动试验系统还可包括一调压器7，连接于所述的被试交流牵引传动装置4与铁 路电网之间，所述的调压器7可将供电网交流25kV变换为17 31.5kV连续 可调电压，送入所述的被试交流牵引传动装置4，以模拟不同的网压波动情况， 来检验被试交流牵引传动装置在不同网压下的运行性能。
本实用新型提供的系统还可包括其它辅助设备如风冷却设备、各种制式 的辅助电源及固定旋转设备的试验平台等公知辅助设备，此处不再赘述。
根据被试交流牵引传动装置功率等级、供电方 的不同，四套陪试机组 全部或部分通过传动系统与被试交流牵引传动装置相连，为其提供不同试验工况所需的模拟负载。
图4所示为一实施例中本实用新型的系统适用于1台牵引变流器驱动4 台牵引电机的车控供电方式的被试交流牵引传动装置的示意图。如图4所示， 本系统使用的电源为铁路电网单相工频25kV电源，该电网电源分为两路，其 中一路经过调压器7，变成17 31.5kV连续可调电压，送入被试交流牵引传 动装置，另一路接陪试变压器2的原边绕组(l个)，陪试变压器的4个副边 绕组分别接4套陪试变流器一陪试电机组成的陪试机组，为其提供所需电能。 图中Kll， K12为隔离开关；K21， K22为接地开关。在所述传动控制单元6 的控制下，4个传动单元31、 32、 33、 34分别连接于所述的陪试机组中的陪 试电机M1、 M2、 M3、 M4与被试交流牵引传动装置的4台电机之间，所述 的传动单元31、 32、 33、 34中包括用于连接陪试电机及被试电机的联轴节， 所述的测试控制单元(图4中未示出)发出牵引指令或再生制动指令至所述 的陪试机组的4个陪试变流器，发出再生制动指令或牵引指令至所述的被试 交流牵引传动装置的牵引变流器，所述的陪试机组的4个陪试变流器及所述 的被试交流牵引传动装置的牵引变流器根据所述的再生制动指令或牵引指令 使所述的陪试电机处于牵引(即电动)工况时被试电机处于再生制动(即发 电)工况，以及所述的陪试电机处于再生制动(即发电)工况时被试电机处 于牵引(即电动)工况。这样就能模拟被试交流牵引传动装置在不同运行工 况的负载特性，达到交流牵引传动装置试验的目的。
图5所示为一实施例中本实用新型的系统适用于1台牵引变流器驱动2 台牵引电机的架控供电方式的被试交流牵引传动装置的示意图。如图5所示， 在所述传动控制单元6的控制下，2个传动单元31、 32分别连接于所述的陪 试机组中的陪试电机M1、 M2与被试交流牵引传动装置的2台电机之间，所 述的测试控制单元(图5中未示出)发出牵引指令或再生制动指令至所述的 陪试机组的2个陪试变流器(Ml、 M2的陪试变流器)，发出再生制动指令 或牵引指令至所述的被试交流牵引传动装置的牵引变流器，所述的陪试机组的2个陪试变流器及所述的被试交流牵引传动装置的牵引变流器根据所述的 再生制动指令或牵引指令使所述的陪试电机处于牵引(即电动)工况时被试 电机处于再生制动(即发电)工况，以及所述的陪试电机处于再生制动(即 发电)工况时被试电机处于牵引(即电动)工况。这样就能模拟被试交流牵 引传动装置在不同运行工况的负载特性，达到交流牵引传动装置试验的目的。 在本实用新型另一适用于被试交流牵引传动装置为架控供电方式的实施 例中，在所述传动控制单元6的控制下，将1个传动单元35连接于2台陪试 电机Ml、 M2和1台被试电机之间，将另外1个传动单元36连接于2台陪试 电机M3、 M4与另1台被试电机之间，所述的传动单元35、 36中包括并联2 台陪试电机的齿轮组以及将2台并联的陪试电机连接于被试电机的联轴节， 如图6所示，这样就可以驱动1台陪试电机无法驱动的被试电机，使本实用 新型的系统有更广的适用范围。所述的测试控制单元(图6中未示出)发出 牵引指令或再生制动指令至所述的陪试机组的4个陪试变流器，发出再生制 动指令或牵引指令至所述的被试交流牵引传动装置的牵引变流器，所述的陪
试机组的4个陪试变流器及所述的被试交流牵引传动装置的牵引变流器根据 所述的再生制动指令或牵引指令使所述的陪试电机处于牵引(即电动)工况 时被试电机处于再生制动(即发电)工况，以及所述的陪试电机处于再生制 动(即发电)工况时被试电机处于牵引(即电动)工况。这样就能模拟被试 交流牵引传动装置在不同运行工况的负载特性，达到交流牵引传动装置试验 的目的。
图7所示为一实施例中本实用新型的系统适用于1台牵引变流器驱动1 台牵引电机的轴控供电方式的被试交流牵引传动装置的示意图。如图7所示， 在所述传动控制单元6的控制下，将1个传动单元35同步连接于所述的陪试 机组中的陪试电机M1、 M2和1台被试交流牵引传动装置的电机之间，所述 的测试控制单元(图7中未示出)发出牵引指令或再生制动指令至所述的陪 试机组的2个陪试变流器(Ml、 M2的陪试变流器)，发出再生制动指令或
9牵引指令至所述的被试交流牵引传动装置的牵引变流器，所述的陪试机组的2 个陪试变流器及所述的被试交流牵引传动装置的牵引变流器根据所述的再生 制动指令或牵引指令使所述的陪试电机处于牵引(即电动)工况时被试电机 处于再生制动(即发电)工况，以及所述的陪试电机处于再生制动(即发电) 工况时被试电机处于牵引(即电动)工况。这样就能模拟被试交流牵引传动 装置在不同运行工况的负载特性，达到交流牵引传动装置试验的目的。
根据被试交流牵引传动装置功率等级、供电方式的不同，四套陪试机组 全部或部分通过传动单元与被试交流牵引传动装置"背靠背"连接在一起。 陪试机组采用多台异步电机组合，具有良好的可变灵活性，可以满足不同类 型机车、动车组交流牵引传动系统试验的需求。
进行试验时，通过测试控制单元的协调控制，使被试与陪试两机组的一 组作牵引(即电动)工况运行，另一组作再生制动(即发电)工况运行，就 能模拟被试交流牵引传动装置在不同运行工况的负载特性，达到交流牵引传 动装置试验的目的。在试验中，处于再生制动工况的陪试电机或被试电机工 作于发电状态，发出的电经变流器、变压器回馈到25kV电网，再供给处于牵 引工况的机组使用。这样，被试与陪试机组在网侧实现能量互馈，因此该试 验系统可以大大的节省电能。另外，单相工频25kV铁路电网的容量相当大， 两套机组的能量在网侧互�。佣拐鍪匝橄低尘哂辛己玫奈榷ㄐ�。
本实用新型提供的试验系统较之同步机组反馈型试验系统具有能耗少、 设备占用少、可试范围广、试验项目齐全、节能环保等优点，具备良好可控 的试验负载特性，能够满足铁路机车、动车组交流牵引传动系统进行各种工 况模拟试验的需求。
以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而 已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内， 所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内
权利要求1.一种可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特征在于，所述的系统包括陪试机组，包括复数个陪试电机；复数个传动单元，每个所述的传动单元都用于所述陪试机组与被试交流牵引传动装置之间的动力传动；传动控制单元，与所述传动单元相连接，用于根据所述陪试机组与被试交流牵引传动装置的测试组合，调用相应的所述传动单元连接于所述陪试机组与被试交流牵引传动装置之间。
2. 如权利要求1所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，还包括陪试变压器，连接于铁路电网与陪试机组，用于提供陪试机 组所需的电能。
3.如权利要求1所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，所述陪试机组还包括复数个陪试变流器，每个陪试变流器分别连接 于1台陪试电机。
4.如权利要求3所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，还包括测试控制单元，连接于所述复数个陪试变流器及所述被试交 流牵引传动装置的变流器，用于控制所述的陪试机组与被试交流牵引传动装 置互相提供牵引力与再生制动力。
5.如权利要求3所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，所述的系统还包括调压器，所述的调压器连接于铁路电网与被试 交流牵引传动装置之间，用于调变铁路电网电源电压并送入被试交流牵引传 动装置。
6.如权利要求1所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，所述的陪试机组包括4台陪试电机，在所述传动控制单元的控制下， 每台陪试电机通过1个传动单元分别连接被试交流牵引传动装置的1台电机。
7. 如权利要求1所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特征在于，所述的陪试机组包括4台陪试电机，在所述传动控制单元的控制下 所述陪试机组中的2台陪试电机分别通过1个传动单元连接于被试交流牵引 传动装置的l台电机。
8. 如权利要求1所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，所述的陪试机组包括4台陪试电机，其中每2台陪试电机为一组， 在所述传动控制单元的控制下上述2组陪试电机分别通过1个传动单元连接 于被试交流牵引传动装置的1台电机。
9. 如权利要求1所述的可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，其特 征在于，所述的陪试机组包括4台陪试电机，在所述传动控制单元的控制下， 其中2台陪试电机通过1个传动单元连接于被试交流牵引传动装置的1台电 机。
专利摘要本实用新型是关于一种可变陪试电机组合交流牵引传动试验系统，所述的系统包括陪试机组，包括复数个陪试电机；复数个传动单元，每个所述的传动单元都用于所述陪试机组与被试交流牵引传动装置之间的动力传动；传动控制单元，与所述传动单元相连接，用于根据所述陪试机组与被试交流牵引传动装置的测试组合，调用相应的所述传动单元连接于所述陪试机组与被试交流牵引传动装置之间。本实用新型提供的试验系统较之同步机组反馈型试验系统具有能耗少、设备占用少、可试范围广、试验项目齐全等优点。
文档编号G01R31/34GK201373908SQ20082012403
公开日2009年12月30日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者黎 张 申请人:中国铁道科学研究院机车车辆研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
