一种直流电力机车自走行方法及装置与流程

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种应用于直流电力机车的自走行方法及装置。

背景技术：

1、目前电力机车的自走行都是依靠受电弓从外部电网获取电能来行驶，但在实际应用中，也经常出现电力机车在无电区时仍然需要走行的情况；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。

2、现有的交流电力机车内都留有较大的空间，有足够的空间来安装大容量的储电设备，且在机车内留有与大容量的储电设备相连接的接口。在有电区能给大容量的储电设备充电，在无电区大容量的储电设备放电给交流电力机车供电，使交流电力机车在无电区走行。

3、而现有的直流电力机车内留有的空余空间一般都很小，没有足够的空间来安装大容量的储电设备，且没有预留与大容量的储电设备相关的接口。特别是韶山系列的直流电力机车内很难找到即有空余的空间，又方便自走行装置进行电路连接的位置。

4、目前韶山系列的直流电力机车上均已设有库内动车电源插座，在无电区的一侧每隔一定距离设置一个固定的电源。通过供电电缆和配套牵车棒，将电能引入机车动车插座，控制供电机组，即可实现动车。采用此种方式开动机车时，至少需要工作人员两人，一人在无电区手拿牵车棒点在固定的电源上，另一人在司机室控制机车启停。牵车棒与电源接触时通常会产生大片明亮的电火花，存在安全隐患，且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。另外，因电缆长度有限，机车活动范围也受限制。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对韶山系列的直流电力机车在无电区走行所遇到的技术问题，提出一种安装在韶山系列的直流电力机车内的自走行装置供机车在无电区走行。

2、针对上述问题，本发明提出的技术方案是：一种直流电力机车自走行方法，设置有自走行装置，机车在有电区时，用有电区的交流电源对自走行装置进行充电；机车在无电区时，通过自走行装置驱动机车上的直流牵引电机，从而驱动机车在无电区走行。

3、优选的，在自走行装置中设置充电模块、锂电池组模块和调速模块；在机车的司机室中设置显示屏和控制盒，将充电模块、锂电池组模块和调速模块都与显示屏电连接，且将调速模块与控制盒电连接。

4、优选的，将锂电池组模块分别与充电模块和调速模块进行电连接；在充电模块中设置充电机，在锂电池组模块中设置电池管理系统bms；设置空气开关与充电机连接，闭合空气开关能用交流电源对充电机进行充电；设置隔离开关与调速模块连接，闭合隔离开关能将调速模块与直流牵引电机电连接。

5、优选的，在调速模块中设置调速器，将控制盒上的启动控钮、停止控钮和档位开关都与调速器电连接。

6、优选的，还包括电气柜，将电气柜的长度和宽度都设置为小于500mm；将电气柜分为两层，并将锂电池组模块安装在电气柜的下层，充电模块和调速模块安装在电气柜的上层。

7、优选的，机车在有电区时，自走行装置充电包括以下步骤：

8、a.打开显示屏和控制盒的电源，打开电池管理系统bms的电源；

9、b. 盒上空气开关使有电区的交流电源与充电机连接，且充电机开始充电；

10、c. 当充电机充满电后自动停止充电或手动断开空气开关停止充电，完成自走行装置的充电。

11、优选的，机车在无电区时，自走行装置驱动机车走行包括以下步骤：

12、a. 打开显示屏和控制盒的电源，打开电池管理系统bms的电源；

13、b. 合上隔离开关使调速模块与直流牵引电机连接，并按下司机室的启动控钮，启动车机走行；

14、c. 旋转控制盒的档位开关调节直流牵引电机的电压，从而调节机车走行的速度；

15、d. 机车到达目的地后，按下旋转控制盒的停止控钮，关闭调速器；

16、e. 断开隔离开关，使调速模块与直流牵引电机断开连接；

17、f. 并且走行过程中随时接收机车制动/紧急信号，走行过程中收到来自机车制动信号时，调速模块自动切断输出使机车立即停止走行。

18、一种直流电力机车自走行装置，包括充电模块、锂电池组模块和调速模块，锂电池组模块分别与充电模块和调速模块进行电连接；在充电模块中设置充电机，在锂电池组模块中设置电池管理系统bms；设置空气开关与充电机连接，闭合空气开关能用交流电源对充电机进行充电；设置隔离开关与调速模块连接，闭合隔离开关能将调速模块与直流牵引电机电连接。

19、优选的，机车的司机室中设置有显示屏和控制盒，将充电模块、锂电池组模块和调速模块都与显示屏电连接，且将调速模块与控制盒电连接；调速模块中设置有调速器，将控制盒上的启动控钮、停止控钮和档位开关都与调速器电连接。

20、优选的，还包括电气柜，电气柜的长度和宽度都小于500mm；电气柜分为两层，锂电池组模块安装在电气柜的下层，充电模块和调速模块安装在电气柜的上层。

21、本发明的有益技术效果是：

22、1.在直流电力机车内安装自走行装置，改变了目前直流电力机车在无电区走行需要工作人员手拿牵车棒点电源的现状，避免了直流电力机车在无电区走行工作人员的安全隐患。

23、2.在直流电力机车自身的驱动系统出现问题时，自走行装置能临时取代驱动系统，使直流电力机车继续走行到检修点。

24、3.目前韶山系列的直流电力机车上既有小的安装空间，又方便自走行装置与司机室的控制盒进行电路连接的位置，仅仅只有机车司机室旁的端子柜与整流柜之间有一小块区域，这个区域长度仅50厘米，而宽度方向中间有过道，宽度方向不宜超过55厘米。自走行装置占用的空间非常小，能安装在这个区域，且方便进行电路连接，能解决直流电力机车走行问题。

25、4.目前韶山系列的直流电力机车在无电区走行时，一般需要两名工作人员，一人在无电区手拿牵车棒点在固定的电源上，另一人在司机室控制机车启停。采用自走行装置，只需司机一人在司机室，就能独立完成机车在无电区走行。

26、5.采用自走行装置可以去除安装在无电区一侧的大功率固定电源，进一步减小无电区的安全隐患。

技术特征：

1.一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，设置有自走行装置，机车在有电区时，用有电区的交流电源对自走行装置进行充电；机车在无电区时，通过自走行装置驱动机车上的直流牵引电机，从而驱动机车在无电区走行。

2.根据权利要求1所述的一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，在自走行装置中设置充电模块、锂电池组模块和调速模块；在机车的司机室中设置显示屏和控制盒，将充电模块、锂电池组模块和调速模块都与显示屏电连接，且将调速模块与控制盒电连接。

3.根据权利要求2所述的一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，将锂电池组模块分别与充电模块和调速模块进行电连接；在充电模块中设置充电机，在锂电池组模块中设置电池管理系统bms；设置空气开关与充电机连接，闭合空气开关能用交流电源对充电机进行充电；设置隔离开关与调速模块连接，闭合隔离开关能将调速模块与直流牵引电机电连接。

4.根据权利要求3所述的一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，在调速模块中设置调速器，将控制盒上的启动控钮、停止控钮和档位开关都与调速器电连接。

5.根据权利要求4所述的一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，还包括电气柜，将电气柜的长度和宽度都设置为小于500mm；将电气柜分为两层，并将锂电池组模块安装在电气柜的下层，充电模块和调速模块安装在电气柜的上层。

6.根据权利要求5所述的一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，机车在有电区时，自走行装置充电包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种直流电力机车自走行方法，其特征在于，机车在无电区时，自走行装置驱动机车走行包括以下步骤：

8.一种直流电力机车自走行装置，其特征在于，包括充电模块、锂电池组模块和调速模块，锂电池组模块分别与充电模块和调速模块进行电连接；在充电模块中设置充电机，在锂电池组模块中设置电池管理系统bms；设置空气开关与充电机连接，闭合空气开关能用交流电源对充电机进行充电；设置隔离开关与调速模块连接，闭合隔离开关能将调速模块与直流牵引电机电连接。

9.根据权利要求8所述的一种直流电力机车自走行装置，其特征在于，机车的司机室中设置有显示屏和控制盒，将充电模块、锂电池组模块和调速模块都与显示屏电连接，且将调速模块与控制盒电连接；调速模块中设置有调速器，将控制盒上的启动控钮、停止控钮和档位开关都与调速器电连接。

10.根据权利要求9所述的一种直流电力机车自走行装置，其特征在于，还包括电气柜，电气柜的长度和宽度都小于500mm；电气柜分为两层，锂电池组模块安装在电气柜的下层，充电模块和调速模块安装在电气柜的上层。

技术总结
一种直流电力机车自走行方法及装置，设置有自走行装置，机车在有电区时，用有电区的交流电源对自走行装置进行充电；机车在无电区时，通过自走行装置驱动机车上的直流牵引电机，从而驱动机车在无电区走行。本发明在直流电力机车内安装自走行装置，改变了目前直流电力机车在无电区走行需要工作人员手拿牵车棒点电源的现状，避免了直流电力机车在无电区走行工作人员的安全隐患。在直流电力机车自身的驱动系统出现问题时，自走行装置能临时取代驱动系统，使直流电力机车继续走行到检修点。

技术研发人员：张光群,郑纯桥,王忠,陈友祥
受保护的技术使用者：株洲中车轨道交通装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13