[发明专利]一种实现无火回送的外接供电装置和方法

权利要求书

1.一种实现无火回送的外接供电装置，其特征在于，包括：第一逆变器(11)、第二逆变器(12)、控制模块(13)、DC/DC变换器(14)、蓄电池(15)、第一开关(41)和第二开关(42)；第一逆变器(11)的第一端通过第一开关(41)连接主牵引变流器(21)与主牵引电机(31)之间的第一接点(51)；第一逆变器(11)的第二端连接第一直流母线；蓄电池(15)输出端连接DC/DC变换器(14)的第一端；DC/DC变换器(14)的第二端连接第一直流母线；第二逆变器(12)的输入端连接第一直流母线；第二逆变器(12)的输出端通过第二开关(42)连接辅助负载(32)与车载辅助逆变器(22)之间的第二接点(52)，控制模块(13)由蓄电池(15)供电，控制模块(13)分别为DC/DC变换器(14)、第一逆变器(11)和第二逆变器(12)提供控制信号；无火回送装置(1)独立于机车外部，通过蓄电池(15)提供主牵引电机(31)的预励磁，并通过主牵引电机(31)的制动模式将机械能转换为电能，在列车无火回送时为辅助负载(32)提供能量，并给蓄电池(15)提供能量。

2.如权利要求1所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：所述无火回送装置与机车的连接接口为第一接点(51)和第二接点(52)，其中第一接点(51)为主牵引变流器(21)与主牵引电机(31)之间的接点，第二接点(52)为辅助负载(32)与车载辅助逆变器(22)之间的接点。

3.如权利要求1或2所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：在第二逆变器(12)的输出端与第二开关(42)之间连接滤波器(19)；第二逆变器(12)的输出端连接滤波器(19)，滤波器(19)的输出端通过第二开关(42)连接辅助负载(32)与车载辅助逆变器(22)之间的接点(52)。

4.如权利要求1或2所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：在第一直流母线处设置电容(16)，以提供稳定的母线电压；或者将电容(16) 设置在第一逆变器(11)的第二端；或者将电容(16)设置在DC/DC变换器(14)的第二端；或者将电容(16)设置在第二逆变器(12)的输入端。

5.如权利要求1或2所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：在第一逆变器(11)的第二端设置第一电容(16)，并且在DC/DC变换器(14)的第二端设置第二电容(18)，并且在第二逆变器(12)的输入端设置第三电容(17)。

6.如权利要求1或2所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：在主牵引电机(31)励磁阶段，第一逆变器(11)将第一直流母线上的直流电逆变为三相交流电，对主牵引电机(31)励磁，其中第一直流母线上的直流电由蓄电池(15)经DC/DC变换器(14)升压得到；在主牵引电机(31)处于发电状态，即为负载提供电能的工况时，第一逆变器(11)将主牵引电机(31)所发的交流电整流为直流电，维持直流母线电压。

7.如权利要求1或2所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：第二逆变器(12)将直流侧电压逆变为三相交流电，从而提供给辅助设备。

8.如权利要求1或2所述的实现无火回送的外接供电装置，其特征在于：DC/DC变换器(14)为双向DC/DC变换器，在主牵引电机(31)励磁阶段，DC/DC变换器(14)将蓄电池(15)的电升压至第一直流母线电压，维持第一直流母线电压；当在主牵引电机(31)处于发电状态，即为负载提供电能的工况时，DC/DC变换器(14)反向流动给蓄电池(15)充电直至充满。

9.一种利用如权利要求1-8任一项所述的实现无火回送的外接供电装置实现无火回送的外接供电方法，其特征在于，所述方法包括：将第一逆变器(11)的第一端通过第一开关(41)连接至主牵引变流器(21)与主牵引电机(31)之间的接点(51)，将第一逆变器(11)的第二端连接至第一直流母线，将蓄电池(15)的输出端连接至DC/DC变换器(14)的第一端，将DC/DC变换器(14)的第二端连接至第一直流母线，将第二逆变器(12)的输入端连接至第一直流母线，将第二逆变器(12)的输出端通过第二开关(42)连接至辅助负载(32)与车载辅助逆变器(22)之间的接点(52)，控制模块(13)由蓄电池(15)供电，分别为DC/DC变换器(14)、第一逆变器(11)和第二逆变器(12)提供控制信号，其中，第一逆变器(11)、第二逆变器(12)、控制模块(13)、DC/DC变换器(14)、蓄电池(15)、第一开关(41)和第二开关(42)均独立于机车外部，所述无火回送装置通过蓄电池(15)提供主牵引电机(31)的预励磁，并通过主牵引电机(31)的制动模式将机械能转换为电能，在列车无火回送时为辅助负载提供能量。