[发明专利]车载式机车特种电源装置

说明书

技术领域

本发明产品属于铁路机车技术领域，涉及到交流电力机车的库内移车及机车控制电路的紧急、辅助电源技术。

背景技术

交流电力机车需要进入维修库房维修，维修库房内部没有牵引高压电源线，所以机车需要第三方提供电源或者动力牵引入库。原有的地面电源拖线牵引入库方式、轨道电瓶车牵引入库方式和联挂第2台交、直流机车牵引入库方式，存在有安全隐患、操作不方便和浪费人力、物力等问题。

机车蓄电池组，贮存有足够的电能，但是比功率值小，不能在短时间释放交流电力机车移库所需要的大功率电能。机车蓄电池组，在放电电流超出正常电流限值后，其使用寿命将会受到影响，使用安全性将降低。

机车蓄电池组，为交流电力机车控制系统提供电源。当机车蓄电池组发生开路、异常失效等故障，影响交流电力机车的安全运行。设计第三方的备用电源，提供紧急电力，确保交流电力机车线路上的安全运行，能够确保机车运行安全和降低重大故障机率。

机车蓄电池组使用过程中，经常发生过电流放电，影响交流电力机车蓄电池组的使用寿命。开发新产品监测机车蓄电池组电压、电流并在交流电力机车使用需要时提供辅助大电流输出，限制机车蓄电池组的放电电流，确保机车蓄电池组工作在安全工况，能够延长机车蓄电池组使用寿命。

发明内容

本发明提供一种车载式机车特种电源装置，能够很好解决以上技术问题。

应用于交流电力机车的车载式机车特种电源装置，其特征在于：由超级电容模组、大功率双向DC/DC、控制模块和机柜共同组成。

应用于交流电力机车的车载式机车特种电源装置，其特征在于：超级电容模组，通过大功率双向DC/DC和控制模块，与外部机车蓄电池并联，共同为机车逆变器、机车牵引电机提供电源。

应用于交流电力机车的车载式机车特种电源装置，其特征在于：控制模块主电路为“T”型拓扑结构，电能在“T”型电路的U1和U2、U1和U3端口可以相互转换和输入、输出，电能也可以由U1和U2并联向U3端口输出。

应用于交流电力机车的车载式机车特种电源装置，其特征在于：控制模块主电路上，设置有K3和R组成的电容预充电电路。

应用于交流电力机车的车载式机车特种电源装置，其特征在于：控制模块主电路上，设置有电压和电流检测传感器。

应用于交流电力机车的车载式机车特种电源装置，其特征在于：大功率双向DC/DC控制电源电路为双向取电拓扑结构。

本发明的有益效果是：

交流电力机车需要定期进库维修，其在维修库内部的移动问题，一直是困扰各铁路局和机务段的棘手问题。目前存在多种牵引交流电力机车进入维修库的方法，但是都存在各自的缺点，不是完美的解决方法。安装了车载式机车特种电源装置，司乘人员可以通过司机控制台便捷操纵控制交流电力机车，安全牵引到库内合适位置。在没有牵引高压线的铁路辅道，安装有车载式机车特种电源装置的交流电力机车可以自行移车变道，不再需要繁琐地调度第三方机车牵引移车。

机车蓄电池组的开路故障和使用寿命的不可预测性，给线路上交流电力机车安全运行带来风险。车载式机车特种电源装置提供的备用电源功能，将减少此类故障带来的交流电力机车运行风险。

机车蓄电池组使用过程中，经常发生过电流放电，影响交流电力机车蓄电池组的使用寿命。车载式机车特种电源装置提供的辅助电源功能，将为机车蓄电池组提供辅助大电流，限制机车蓄电池组的放电电流，延长机车蓄电池组的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施的车载式机车特种电源装置的外形图。1—机柜，2—控制模块，

3—大功率双向DC/DC，4—超级电容模组。

图2为本发明的实施的车载式机车特种电源装置的主电路原理图。C—超级电容模组，UC—大功率双向DC/DC，KZ1—控制模块，U2—外接机车蓄电池组端口，U3—外接机车主电路端口。

图3为本发明实施的车载式机车特种电源装置控制模块的电路原理图。QF1—直流断路器，FU—熔断器，KM1—直流接触器，K3—直流继电器，R—预充电电阻，BV1-电压传感器，BC1—电流传感器，KM2—直流接触器，QS1—隔离开关，U1—联接大功率双向DC/DC端口，U2—外接机车蓄电池组端口，U3—外接机车主电路端口。

图4为本发明实施的车载式机车特种电源装置使用时与外部电路联接图。GB—机车蓄电池组，TD—车载式机车特种电源装置，C1—直流回路支撑电容，UA—机车牵引逆变器，M—机车牵引电机。