一种电能再生装置、控制方法、装置、程序、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术创造属于电力机车的技术领域，具体涉及了一种电能再生装置、控制方法、装置、程序、设备和介质。本申请通过在机车无火回送时，通过电池组以及超级电容给予牵引电机一个励磁，然后在励磁的作用下，牵引电机变为发电机，其所发出的电能经由第一逆变模块以及第二逆变模块被供给到了辅助供电网中，以使辅助设备工作，同时还可以通过充电模块给电池组以及超级电容进行充电，解决了解决无火回送途中辅助负载无法长时间获得电能的问题。负载无法长时间获得电能的问题。负载无法长时间获得电能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电能再生装置、控制方法、装置、程序、设备和介质


[0001]本专利技术创造属于电力机车的
，具体涉及了一种电能再生装置、控制方法、装置、程序、设备和介质。

技术介绍

[0002]在轨道交通领域，一般的大功率交流机车都采用主辅一体变流器，主牵引变流器连接驱动列车的主电机M，辅助变流电路集成在主引变流器内进行辅助供电，辅助变流电路原理图如图1所示，输出有380V的库内插座与110V的直流电压。辅助变流电路由辅助逆变器、辅助变压器、滤波电路及相关电气部件构成，两个辅助逆变器分别从牵引变流器的中间直流环节取电，通过滤波变压器和一组滤波电容器滤波后分别向变压变频和恒压、恒频两个三相支路供电。400V/60Hz单相交流支路由1个440V/230V变压器从三相恒压、恒频支路取电。
[0003]当列车主牵引系统故障需要检修时，故障列车需要无火回送，机车回送途中严禁升弓，按无动力回送办理。当主辅变流器不能获得网侧能量，辅助变流电路无法工作。若辅助变流电路无法正常工作时，列车的控制系统和监控系统不能运行，降低列车的可操作性和可维护性；长时间回送车内的加热器、空调和照明等设备无法运行，降低车内的舒适性；制动系统的压缩机不能正常工作，无法提供机车制动所需能力，降低机车运行的安全性。在机车以无火回送方式押运至检修基地或主机厂送修，途中耗时1～7天不等，上述问题变得更加尖锐。同时机车在整备厂和维修库房因无接触网，机车短距离行驶和移库作业也是需要解决的问题。在途中辅助变流电路依靠车内自带的蓄电池供电，由于蓄电池容量有限，为防止蓄电池亏电，要求机车内设备不得长时间从蓄电池取电。原有的蓄电池容量远远不能达到辅助设备用电需求，更无法实现短距离机车牵引和移库作业。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术创造提出了一种电能再生装置、控制方法、装置、程序、设备和介质。本申请通过在机车无火回送时，通过电池组以及超级电容给予牵引电机一个励磁，然后在励磁的作用下，牵引电机变为发电机，其所发出的电能经由第一逆变模块以及第二逆变模块被供给到了辅助供电网中，以使辅助设备工作，同时还可以通过充电模块给电池组以及超级电容进行充电，解决了解决无火回送途中辅助负载无法长时间获得电能的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案包含六个方面。
[0006]第一方面，本申请提供了一种电能再生装置，适用于电力机车，包括：充电模块、电池组、第一升压斩波模块、超级电容、第二升压斩波模块、第一逆变模块、滤波器、第二逆变模块；所述充电模块的输入端与电力机车的辅助供电网连接，所述充电模块的输出端与所述电池组连接，用于将所述辅助供电网上的交流电转为直流电供给所述电池组；所述电池组同时与所述充电模块的输出端和所述第一升压斩波模块的第一端连接，用于储存电能或
释放电能；所述第一升压斩波模块的第二端与所述超级电容的第一端连接，用于将所述电池组释放的电能和/或所述充电模块转化的直流电升压后供给所述超级电容；所述超级电容的第二端与所述第二升压斩波模块的第一端连接，用于存储电能或释放电能；所述第二升压斩波模块的第二端与所述第一逆变模块的第二端连接，用于将所述超级电容输出的直流电进行升压；第二逆变模块的输入端与所述电力机车的牵引电机连接，所述第二逆变模块的输出端与所述第二升压斩波模块的第二端连接，用于将直流电转化为交流电给所述牵引电机提供励磁，同时还用于将所述牵引电机在励磁状态下产生的交流电转化为直流电；所述第一逆变模块的输入端与所述第二升压斩波模块的第二端连接，用于将所述第二升压斩波提供的直流电或所述第二逆变模块提供的直流电转化为交流电；所述滤波器的输出端与所述辅助供电网连接，所述滤波器的输入端与所述第一逆变模块的第一端连接，用于对所述第一逆变模块转化的交流电进行滤波并传输到所述辅助供电网中。
[0007]在一些实施例中，所述装置还包括：第一开关和第三开关；所述第一开关安装在所述充电模块与所述辅助供电网之间；所述第三开关安装在所述第二逆变模块与所述牵引电机之间，其中所述牵引电机与电力机车的牵引变流器连接，而所述牵引变流器与所述辅助供电网连接。
[0008]在一些实施例中，所述装置还包括：第二开关和第四开关；所述第二开关安装在所述辅助供电网与所述滤波器之间；所述第四开关安装在所述辅助供电网与所述牵引变流器之间。
[0009]第二方面，本申请提出了一种控制方法，包括：获取所述电力机车的当前状态；根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略；根据所述控制策略控制所述电能再生装置。
[0010]在一些实施例中，所述当前状态包括：无火回送状态；所述根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略，包括：当所述当前状态为无火回送状态时，所述控制策略包括：控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关处于闭合状态，且所述第四开关处于断开状态；控制所述充电模块工作，将所述辅助供电网中的交流电转化为直流电；控制所述第一升压斩波模块工作，将所述电池组输出的直流电和/或所述充电模块输出的直流电升压为第一预设电压的直流电；控制所述第二升压斩波模块工作，将所述超级电容输出的直流电升压为第二预设电压的直流电；控制所述第二逆变模块工作，将所述电压为第二预设电压的直流电转为交流电供给所述牵引电机，为所述牵引电机提供励磁，且还将所述牵引电机产生的交流电转为第三预设电压的直流电，其中所述第三预设电压大于所述第二预设电压；控制所述第一逆变模块和所述滤波器工作，将所述第三预设电压的直流电转为交流电并滤波后输入到辅助供电网。
[0011]在一些实施例中，所述当前状态还包括：移库状态；所述根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略，还包括：当所述当前状态所述移库状态时，所述控制策略包括：控制所述第二开关和所述第四开关处于闭合状态，且控制所述第一开关和所述第三开关处于断开状态；控制所述第一升压斩波模块工作，将所述电池组输出的直流电升压为第一预设电压的直流电；控制所述第二升压斩波模块工作，将所述超级电容输出的直流电升压为第四预设电压的直流电；控制所述第一逆变模块和所述滤波器工作，将所述第四预设电压的直流电转为交流电并滤波后输入到辅助供电网，以驱动所述牵引电机。
[0012]在一些实施例中，所述当前状态还包括：升弓状态；所述根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略，还包括：当所述当前状态所述升弓状态时，所述控制策略包括：控制所述第一开关处于闭合状态，且第二开关、第三开关以及第四开关处于断开状态；控制所述充电模块工作，将所述辅助供电网中的交流电转化为直流电，供所述电池组充电；控制所述第一升压斩波模块工作，将所述电池组输出的直流电和/或所述充电模块输出的直流电升压为第一预设电压的直流电，供所述超级电容充电。
[0013]第三方面，本申请提出了一种控制装置，包括：第一获取模块，用于获取所述电力机车的当前状态；第一确定模块，用于根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略；第一执行模块，用于根据所述控制策略控制所述电能再生装置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能再生装置，其特征在于，适用于电力机车，包括：充电模块、电池组、第一升压斩波模块、超级电容、第二升压斩波模块、第一逆变模块、滤波器、第二逆变模块；所述充电模块的输入端与电力机车的辅助供电网连接，所述充电模块的输出端与所述电池组连接，用于将所述辅助供电网上的交流电转为直流电供给所述电池组；所述电池组同时与所述充电模块的输出端和所述第一升压斩波模块的第一端连接，用于储存电能或释放电能；所述第一升压斩波模块的第二端与所述超级电容的第一端连接，用于将所述电池组释放的电能和/或所述充电模块转化的直流电升压后供给所述超级电容；所述超级电容的第二端与所述第二升压斩波模块的第一端连接，用于存储电能或释放电能；所述第二升压斩波模块的第二端与所述第一逆变模块的第二端连接，用于将所述超级电容输出的直流电进行升压；第二逆变模块的输入端与所述电力机车的牵引电机连接，所述第二逆变模块的输出端与所述第二升压斩波模块的第二端连接，用于将直流电转化为交流电给所述牵引电机提供励磁，同时还用于将所述牵引电机在励磁状态下产生的交流电转化为直流电；所述第一逆变模块的输入端与所述第二升压斩波模块的第二端连接，用于将所述第二升压斩波提供的直流电或所述第二逆变模块提供的直流电转化为交流电；所述滤波器的输出端与所述辅助供电网连接，所述滤波器的输入端与所述第一逆变模块的第一端连接，用于对所述第一逆变模块转化的交流电进行滤波并传输到所述辅助供电网中。2.根据权利要求1所述的一种电能再生装置，其特征在于，所述装置还包括：第一开关和第三开关；所述第一开关安装在所述充电模块与所述辅助供电网之间；所述第三开关安装在所述第二逆变模块与所述牵引电机之间，其中所述牵引电机与电力机车的牵引变流器连接，而所述牵引变流器与所述辅助供电网连接。3.根据权利要求2所述的一种电能再生装置，其特征在于，所述装置还包括：第二开关和第四开关；所述第二开关安装在所述辅助供电网与所述滤波器之间；所述第四开关安装在所述辅助供电网与所述牵引变流器之间。4.一种控制方法，适用于如权利要求3所述的一种电能再生装置，其特征在于，包括：获取所述电力机车的当前状态；根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略；根据所述控制策略控制所述电能再生装置。5.根据权利要求4所述的一种控制方法，其特征在于，所述当前状态包括：无火回送状态；所述根据所述当前状态确定对所述电能再生装置的控制策略，包括：当所述当前状态为无火回送状态时，所述控制策略包括：控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关处于闭合状态，且所述第四开关处于断开状态；控制所述充电模块工作，将所述辅助供电网中的交流电转化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊祥，石继荣，韩晓东，
申请(专利权)人：国能新朔铁路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：