一种交流电力机车短距离自行走的方法及牵引系统技术方案

一种利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法及牵引系统，在机车上安装蓄电池模块，当电力机车在无外部供电情况下需要动车时，利用蓄电池模块来驱动电力机车，实现电力机车无外部供电情况下短距离自行走；所述的利用蓄电池模块来驱动电力机车是将安装在机车上的蓄电池模块直流电，通过设置在电力机车上的牵引逆变模块转换成与电力机车驱动系统装置相适应的交流电，再提供给电力机车驱动系统装置带动电力机车自行行走。本发明专利技术利用蓄电池，采取低电压、大电流的交流电，以及点动的驱动方式用机车自身安装的蓄电池模块，在无外部供电的情况下带动电力机车自行行走，这样无需再用现有常规方式来带动电力机车在无电区内行走。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力机车行走方式及牵引系统装置，具体涉及一种交流传动电力机车短距离自行走方法及牵引系统，该种方法在无外部供电的情况下，利用车载的蓄电池实现电力机车短距离自行走，主要用于电力机车在失去外部供电状态下的短距离自行行走。
技术介绍
目前电力机车的自行走都是依靠受电弓从外部电网获取电能，再通过电能的转换，由牵引电机带动机车行走的。这种驱动方式的首要前提就是机车的牵引电机必须由外部电源供电来驱动的，如果没有外部电源供电，牵引电机将失去驱动电源，导致机车不能行走。所以目前电力机车的自行走都是依托外部供电系统为牵引电机提供动力实现自行走的。但在实际应用中，也经常出现电力机车失去外部供电，但仍然需要行走的情况；如在电力机车在制造工厂要到指定台位进行试验，以及在电力机车运行到一定时候需要到检修基地进行检修，这时为了保障机车在整备、试验、检修工作中工作安全都不允许在制造车间和检修车间内架设空中供电网供电；此外，在正常线路上行驶时，由于铁路供电电网是分段进行供电的，在每两段供电电网之间设有隔离带，有时机车因为紧急停车使得机车正好停在隔离带上，这样也将使得电力机车无法从供电电网上获取电能。在这些情况下，虽说电力机车已经失去了直接通过电网获取电能的可能，但机车仍需要在这些区域内进行行走，以便使得机车能进入车间内，或脱离隔离带，包括地铁车辆停电后紧急自牵引移至旁侧道。目前，为了解决这些问题，通常采用以下方式进行解决：1、傍侧式接触网方式多用于固定的机车试验，检修台位，该区位上方架设有可伸缩的傍侧式接触网，机车要进出该区段时，接触网向外伸出到机车上方，该接触网进端和台位外正常供电网相连（保留绝缘隔离区段），并向傍侧式接触网供电，机车在台位内外都能得到供电网供电，可正常地驶入或驶出该台位。当机车在台位停妥，需要试验、检修时，傍侧式接触网断电，并自动向侧方收拢，保证机车上方没有网和电。检修、试验完，需要驶出台位，傍侧式接触网伸出并供电，机车按正常操作方式驶出。2、牵引车牵引方式该方法主要用于机车处于隔离带或试验检修台位时，由于在隔离带或试验检修台位没有设供电网，机车进出该台位或脱离线路的隔离带由另外的牵引车（内燃动力、蓄电池动力等其他能源动车）通过车钩将机车拉进或拉出。该方法简单，不需要在试验，检修台位配置专门的设备，但必须另外配备专用动力车，且每次动车都需调度及等待。3、地面电缆供电方式一般机车上均已设有库内动车电源插座，在机车试验，检修台位旁设置固定的动车电源（根据机车原理及动车需要，可配置直流供电或三相交流供电的机组），通过供电电缆和配套插头，将电源引入机车动车插座，控制供电机组，即可实现动车。采用此种方式动车时，在区域范围内要引入较长的供电电缆，给操作和安全均带来一定的不便和问题。因电缆长度有限，机车活动范围也受限制。上述几种动车方式均在现场有较长时间的运用，也都存在一些不足。主要是在上述无电的情况下，要动车比较麻烦；特别是现场运用部门，有时要将机车引入到设备条件较简陋的整备场。上述方式的操作都不太现实和方便，现场需要一种不需要对台位进行较大的投入和改造，较为简便的无电自行走的动车方式。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术相关的主要有以下几个：1、专利号为CN201210342733.4，名称为“铁路机车电动助推器”的专利技术专利，该专利公开了一种铁路机车电动助推器，包括顶升系统和行走系统。空载时，前行走轮和后行走轮落地，前后摩擦轮悬空，推动推杆使助推器移动和转弯。工作时，千斤顶在手动泵的作用下使活动支撑向上移动，顶升机车可支撑部位至一定高度，助推器承受机车部分重量。此时，弹簧被压缩，前后摩擦轮、前后行走轮同时落地，在电机的驱动下，助推器和机车同时向前移动。2、专利号为CN201310065056.0，名称为“一种基于燃料电池的机车牵引动力系统”的专利技术专利，该专利公开了一种基于燃料电池的机车牵引动力系统，燃料氢气供给模块包括储氢装置、减压阀、第一过滤器、压力开关和第一电磁阀；储氢装置通过氢气供给管道与燃料电池氢气入口连通，减压阀、第一过滤器、压力开关和第一电磁阀依次设置在氢气供给管道上，储氢装置内的氢气分别通过减压阀、第一过滤器、压力开关和第一电磁阀进入到电堆内，通过调节空气供给流量来实时改变系统总输出功率，实现调控牵引电机转速从而控制机车的速度，实现了燃料电池与动力系统的集成以及高度自动化运行。3、专利号为CN201110092785.6，名称为“铁路机车专用助推车”的专利技术专利，该专利公开了一种铁路机车专用助推车，包括车身，电机，减速机，车身上安装有电机，电机的输出轴上安装有减速机，减速机的输出端上安装有主动轮，所述主动轮的下方并排安装有第一摩擦轮和第二摩擦轮，第一摩擦轮和第二摩擦轮的外圆表面分别与主动轮的外圆表面相摩擦接触，第一摩擦轮和第二摩擦轮之间留有间隙且下轮缘位于同一水平面上，利用位于上方的主动轮通过摩擦力带动位于下方的两个摩擦轮来推动机车。4、专利号为CN201320423971.8，名称为“分离式铁路机车电动助推器”的专利技术专利，该专利公开了一种分离式铁路机车电动助推器，属于铁路机车牵引设备领域。针对现有铁路机车进行转场和移动操作的需要，提供一种铁路机车专用的分离式电动式助推器。助推器包括顶升系统、行走系统与动力系统。顶升系统将机车一端顶起一定高度，行走系统由动力系统通过传动软轴提供动力推动机车与助推器一起沿轨道移动。动力系统可单独移动。5、专利号为CN200510136616.2，名称为“气动楔入式推车方法及装置”的专利技术专利，该专利公开了一种气动楔入式推车方法及装置，属于一种车辆的推车方法，被推车辆的移动是通过推动轮与被推车辆车轮相反方向转动的摩擦力推动的。推车方法是在被推车辆车轮下设置楔入式推车装置，推车装置上有推动轮，推动轮通过驱动装置与被推车辆车轮的贴合，由推动轮的摩擦力推动被推车辆车轮来推动车辆的。上述这些专利都涉及到了如何改善机车行走所出现的问题，但是除了第2个专利以外，都还是通过利用辅助设备来帮助机车行走，并没有达到利用机车自身动力在无外供电的情况下实现自行走。现有专利2虽然提出了一种基于燃料电池的机车牵引动力系统，但该专利并没有提出如何在无外供电的情况下，怎样实现动车，而且这种所谓利用氢能源发电实现机车牵引目前尚不属于成功的技术，并没有实际应用价值。因此如何实现电力机车在无外供电的情况下，能够实现机车短距离的自行走仍是一个值得加以研究的课题。
技术实现思路
针对现有电力机车在外部供电情况下，临时动车所存在的不足，本专利技术提供一种在无外部供电，而又需要临时需要动车时，能简便实现机车自行走的方式，该方法可在电力机车无外部供电情况下，不需要借助其它外部设备，采用机车自身装备便可简便地实现为机车的短距离自行走动车。根据本专利技术的目的所提出的技术方案是：一种利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，在机车上安装蓄电池模块，当电力机车在无外部供电情况下需要动车时，利用蓄电池模块来驱动电力机车，实现电力机车无外部供电情况下短距离自行走。进一步地，所述的利用蓄电池模块来驱动电力机车是将安装在机车上的蓄电池模块直流电，通过设置在电力机车上的牵引逆变模块转换成与电力机车驱动系统装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，在机车上安装蓄电池模块，当电力机车在无外部供电情况下需要动车时，利用蓄电池模块来驱动电力机车，实现电力机车无外部供电情况下短距离自行走；所述的利用蓄电池模块来驱动电力机车是将安装在机车上的蓄电池模块直流电，通过设置在电力机车上的牵引逆变模块转换成与电力机车驱动系统装置相适应的交流电，再提供给电力机车驱动系统装置带动电力机车自行行走。

【技术特征摘要】
1.一种利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，在机车上安装蓄电池模块，当电力机车在无外部供电情况下需要动车时，利用蓄电池模块来驱动电力机车，实现电力机车无外部供电情况下短距离自行走；所述的利用蓄电池模块来驱动电力机车是将安装在机车上的蓄电池模块直流电，通过设置在电力机车上的牵引逆变模块转换成与电力机车驱动系统装置相适应的交流电，再提供给电力机车驱动系统装置带动电力机车自行行走。2.如权利要求1所述的利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，所述的通过牵引逆变模块转换成与电力机车驱动系统装置相适应的交流电是将蓄电池模块输出的直流电，通过牵引逆变模块转换输出为低电压、大电流的交流电，采取低电压、大电流的驱动方式，为电力机车驱动系统装置提供自行走驱动电源，并以点动运行方式带动电力机车自行走。3.如权利要求2所述的利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，所述的蓄电池模块采用32-36节单体容量为180AH-200AH电池串联组成，并配备电池管理系统，通过电池管理系统进行电池系统剩余电量估算、电池系统SOC估算、电池系统功率预测和控制、故障报警及故障分级管理、单体电压检测电池、电池系统温度检测、电池一致性评价和均衡控制、电池系统总电压检测、电池系统电流检测、历史/故障数据存储。4.如权利要求3所述的利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，所述的牵引逆变模块输出的低电压、大电流的交流电为输出AC10～30V三相交流电，输出电流最大800A-1200A，输出频率0.5～10.0Hz。5.如权利要求1所述的利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，所述的牵引逆变模块具备有闭锁系统，当闭锁控制信号断开时，牵引逆变模块才能启动，否则不能启动；牵引逆变模块与机车制动风缸压力信号、机车受电弓信号、电池容量信号互锁，当所有互锁信号条件满足时逆变模块解锁输出，否则封锁输出，并给出报警信号；同时，机车前行、后退和制动指令为无源接点，接点闭合时，牵引逆变模块按设置要求输出相对应频率及相序的三相交流电压；牵引逆变模块设计有紧急停机按钮，用于在紧急情况下切断输入。6.如权利要求1所述的利用蓄电池实现电力机车短距离自行走的方法，其特征在于，所述的牵引逆变模块设有状态指示及故障报警系统，状态指示由7个状态指示灯组成；3个红色、直径为5mm的LED用于显示3个输入信号的状态;3个黄色、直径为5mm的LED用于显示机车运行状态，分别表示前进、后退、制动工作状态;1个绿色、直径为5mm的LED用于显示整个牵引系统的工作状态；系统工作状态指示灯；用三种方式分别显示三种不同的工作状态：指示灯“常亮”：表示控系统工作正常;指...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢成昆，刘波，
申请(专利权)人：株洲壹星科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43