[发明专利]一种列车救援供电装置及其控制方法

权利要求书

1.一种列车救援供电装置，包括牵引变压器、牵引变流器以及传动控制单元，其特征在于，所述牵引变流器包括至少两个独立轴控电路；所述独立轴控电路包括依次连接的高压电器开关单元、整流单元、中间直流单元以及逆变单元；所述高压电器开关单元的输入端与牵引变压器的次边绕组连接，输出端连接整流单元；所述逆变单元的输出端连接牵引电机；其中一个独立轴控电路的高压电器单元的输入端还分别通过供电隔离开关分别连接列车救援供电装置的轮对以及故障列车的辅助供电系统；

所述高压电器开关单元用于电网电压经牵引变压器降压后的供电电压对牵引变流器的独立轴控电路的引入和隔离；所述整流单元用于利用牵引变压器的次边绕组及整流单元进行斩波升压，将交流电整流为直流电，使中间直流单元的电压稳定在额定中间直流电压；所述中间直流单元用于独立轴控电路电能的存储和释放；所述逆变单元用于从中间直流单元取电，将直流电逆变为变压变频的交流电；所述传动控制单元用于采集电网电压、中间直流单元电压、列车速度、各开关状态、司机控制指令信号，通过对这些信号的综合判断，实现对供电隔离开关、高压电器开关单元、整流单元和逆变单元的控制。

2.根据权利要求1所述的列车救援供电装置，其特征在于，所述独立轴控电路为两个或三个。

3.根据权利要求1所述的列车救援供电装置，其特征在于，其中一个独立轴控电路的高压电器单元的负输入端通过供电隔离开关连接列车救援供电装置的轮对，正输入端通过供电隔离开关连接故障列车的辅助供电系统。

4.根据权利要求1所述的列车救援供电装置，其特征在于，所述其中一个独立轴控电路的高压电器单元的正输入端通过供电隔离开关连接列车救援供电装置的轮对，负输入端通过供电隔离开关连接故障列车的辅助供电系统。

5.一种应用了权利要求1至4任意一项所述列车救援供电装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.发送救援供电指令给传动控制单元，控制施救列车升起受电弓给救援供电装置供电；

S2.传动控制单元检测电网电压供电正常后，控制其中一个独立轴控电路给故障列车的辅助供电系统供电，并封锁该独立轴控电路的牵引功能，其余轴控电路用于牵引；

S3.根据救援工况，判断施救列车的速度及牵引力大小是否满足救援要求；

S4.根据施救列车的速度及牵引力大小，自动控制供电隔离开关的断合及投入运行的整流单元、逆变单元的数量以实现独立轴控电路的牵引封锁和正常牵引功能的转换。

6.根据权利要求5所述列车救援供电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，当前工况为静态工况时，通过判断司机牵引手柄级位是否已达最大值且持续T时间，以及施救列车速度是否仍低于速度V，来判断当前牵引力是否满足施救列车和故障列车在当前坡道上的正常牵引前行；其中，T为静态工况下独立轴控电路牵引封锁转换为正常牵引的时间阈值，V为静态工况下独立轴控电路牵引封锁转换为正常牵引的速度阈值。

7.根据权利要求5所述列车救援供电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，当前工况为动态工况时，通过判断司机牵引手柄级位是否已达最大值且施救列车速度是否从大于V的速度降至速度V，来判断当前牵引力是否满足施救列车和故障列车在当前坡道上的正常牵引前行；其中，V为静态工况下独立轴控电路从牵引封锁转换为正常牵引的速度阈值。

8.根据权利要求6或7所述列车救援供电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，若当前的牵引力大小不能实现施救列车和故障列车在当前坡道上的正常牵引前行，控制为故障列车辅助供电系统供电的独立轴控电路断开为故障列车辅助供电系统的供电，切换到为施救列车牵引功能，实现从牵引封锁转换为正常牵引。

9.根据权利要求8所述列车救援供电装置的控制方法，其特征在于，当施救列车和故障列车驶离坡道区域，将连接有隔离开关的独立轴控电路重新为故障列车辅助供电系统供电，并断开此独立轴控电路的牵引功能，实现从正常牵引转换为牵引封锁。

10.根据权利要求8所述列车救援供电装置的控制方法，其特征在于，当施救列车运行速度大于Vthd，且独立轴控电路同时牵引运行距离达S，则判断施救列车及故障列车已驶离坡道区域；其中，Vthd为救援工况独立轴控电路正常牵引转换为独立轴控电路牵引封锁的速度阈值，S为救援工况独立轴控电路正常牵引转换为独立轴控电路牵引封锁的距离阈值，S＝既有线路坡道的最大实际长度+施救列车长度+故障列车长度。