CN109861362B - 一种机车无动力回送辅助供电及自走行装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车无动力回送辅助供电及自走行装置，所述装置包括两种方案，第一种方案包括：升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块、控制器；第二种方案包括：双向DC/DC1级模块、双向DC/DC2级模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块、控制器；不仅可以利用本装置控制牵引电机在被拖动运行时进行再生制动发电，从而产生一定生活供电容量，使其能安心、安全的在机车值守，顺利完成机车送修/回送押运任务；还可在机车外部提供DC400V及以上的大功率直流供电的情况实现限速要求下的调车作业。

Description

一种机车无动力回送辅助供电及自走行装置

技术领域

本发明涉及电力机车研究领域，具体地，涉及一种机车无动力回送辅助供电及自走行装置。

背景技术

和谐型大功率交流传动电力机车系列是目前我国铁路牵引的主要动力，在其进行C4、C5或C6等更高修程时，需要机车配属段提供司乘人员，在机车完全无电的情况下，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。机车长时间无电，乘务环境恶劣，间接导致押运司乘人员要么夜间摸黑行走容易绊倒，抑或在途中停车时，存在跨线、钻车底或者在轨道行走前往车站加热、取暖或购买食品，甚至饮酒取暖等给人身安全带来极大风险的违规行为，由于类似违规原因导致的人身伤害等惨痛教训屡见不鲜。

现阶段机务段段内无电区调车作业常使用调车机或内燃机车进行，在进行调车作业时程序繁琐且操作复杂，严重影响无电区的调车效率，并且调车作业时车上车下多方配合存在一定的安全隐患。

现有已公开的申请号为201510462488.4的发明专利，该技术方案包含与牵引电机连接的整流模块、单相逆变模块、斩波升压模块、加热组件等，输出辅助供电仅包含AC220V电压，且不具备自走行能力，与本发明方案不同。

现有已公开的申请号为201810633752.X的发明专利，该技术方案包含双并联DC-AC逆变器模块、AC-DC整流器模块、隔离型DC-DC双向升降压模块、蓄电池单元等，利用装置内部蓄电池单元作为励磁电源控制牵引电机；单相AC220V输出与三相3AC380V来源于同一逆变器模块，双并联DC-AC逆变器模块、AC-DC整流模块、隔离型DC-DC双向升降压模块均挂载于同一直流母线上，且不具备自走行能力，与本发明方案不同。

发明内容

本发明研制出一套HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，不仅可以利用本装置控制牵引电机在被拖动运行时进行再生制动发电，从而产生一定生活供电容量，满足乘务人员最基本的照明、电子装置充电、取暖、制冷、冷藏、加热等生活用电需求，从而使其能安心、安全的在机车值守，顺利完成机车送修/回送押运任务；还可在机车外部提供DC400V及以上的大功率直流供电的情况实现限速要求下的调车作业。

为实现上述发明目的，本申请提供了两种机车无动力回送辅助供电及自走行装置，第一种装置包括：

升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块、控制器；

装置启动后控制器根据高压直流母线电压判断装置状态；

当装置处于无火回送状态时，当机车速度大于第一预定速度时，升压型DC/DC模块开始工作，将从机车的蓄电池获取电压进行提升，并向装置的高压直流母线进行充电，待电压稳定后，牵引逆变模块利用高压直流母线电压进行机车牵引电机的预励磁控制；当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，牵引逆变模块将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电；牵引逆变模块开始再生制动的同时升压型DC/DC模块停止工作，降压型DC/DC模块与三相逆变模块开始工作，降压型DC/DC模块将高压直流母线电压降低后为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用降压后的电压进行逆变输出单相交流电压；三相逆变模块利用高压直流母线电压进行逆变，将其转换为三相交流电压进行输出；当机车速度小于第二预定速度时，升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、牵引逆变模块、三相逆变模块均停止工作，仅单相逆变模块工作，利用机车蓄电池电压逆变输出单相交流电压；

当装置处于自走行状态下时，外部电源连接至高压直流母线上为高压直流母线供电，装置接收到充电指令时，降压型DC/DC模块启动，并利用高压直流母线电压进行降压输出电压为机车蓄电池进行充电；装置接收到牵引制动指令时，利用高压直流母线电压进行牵引制动控制，使机车处于限速运行状态。

本申请还提供了一种电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，第二种装置包括：

双向DC/DC1级模块、双向DC/DC2级模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块、控制器；

装置启动后控制器根据高压直流母线电压判断装置状态；

当装置处于无火回送状态时，当机车速度大于第一预定速度时，双向DC/DC1级模块与双向DC/DC2级模块进行升压控制，将机车蓄电池电压通过两级提升后向装置的高压直流母线进行充电，待电压稳定后，牵引逆变模块利用高压直流母线电压进行机车牵引电机的预励磁控制；当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，牵引逆变模块将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电；牵引逆变模块开始再生制动的同时双向DC/DC2级模块开始降压工作模式，向中间直流母线电压充电，单相逆变器与三相逆变器利用中间直流母线电压进行逆变输出，双向DC/DC1级模块则根据机车蓄电池状态进入降压工作模式输出电压；当机车速度小于第二预定速度时，双向DC/DC2级模块、三相逆变模块、牵引逆变模块均停止工作，仅单相逆变器与双向DC/DC1级模块工作，将蓄电池电压提升后向中间直流母线电压充电，单相逆变器利用该电压逆变输出单相交流电压；

当装置处于自走行状态下时，外部电源连接至高压直流母线上为高压直流母线供电，装置接收到充电指令时，接收到充电指令时双向DC/DC1级模块与双向DC/DC2级模块同时开启降压工作状态，利用高压直流母线电压进行降压输出电压为机车蓄电池进行充电；装置接收到牵引制动指令时，利用高压直流母线电压进行牵引制动控制，使机车处于限速运行状态。

进一步的，在第一种和第二种装置中，当高压直流母线电压低于预设门限时，表示装置处于无火回送状态，否则装置处于自走行状态。

进一步的，在第一种和第二种装置中，所述装置还包括显示和输入模块，所述显示和输入模块用于显示设备运行工作状态和提示司乘人员操作和输入设备运行所需参数信息。

进一步的，在第一种和第二种装置中，装置使用需对相应的机车电气线路进行改造。

进一步的，在第一种和第二种装置中，机车唯一启动钥匙插入装置并旋转至指定位置后，装置接入控制电，装置控制电由机车蓄电池提供。

进一步的，在第一种装置中，降压型DC/DC模块将高压直流母线电压降至DC110V为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用DC110V电压进行逆变输出单相交流电压。

进一步的，在第二种装置中，双向DC/DC1级模块和双向DC/DC2级模块均工作在降压状态下实现为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用中间级直流母线电压进行逆变输出单相交流电压。

进一步的，在第一种和第二种装置中，当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，此时牵引逆变模块工作于整流状态，将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电，同时还将电压进行稳定。

进一步的，在第一种和第二种装置中，第一预定速度大于第二预定速度。

进一步的，在第一种和第二种装置中，所述电力机车为HXD型电力机车。

进一步的，在第二种装置中，单相逆变模块与三相逆变模块均连接于中间级直流母线上，单相逆变模块与三相逆变模块输入电压由于经过DC/DC模块的控制，电压稳定性较高。

进一步的，在第一种和第二种装置中，将每种电力机车车型的相关机械参数、控制参数、电参数存储到指定的存储空间内；在装置安装于机车上后通过装置上带有的显示输入装置输入当前车型信息，装置将匹配到的车型的相关参数并读取出来，并将控制程序的相应参数进行赋值，从而实现车型适配。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本装置装置采用机车唯一一把启动钥匙进行连锁启动，实现装置运行或机车运行时两者间的物理隔离。机车高速被牵引状态下，利用牵引电机被动旋转的机械能进行发电，最大限度的保证司乘人员的用电需求，为司乘人员提供良好的乘车环境；机车在低速被牵引状态下，由于无法进行再生制动发电，因此利用机车蓄电池电能进行逆变输出，满足司乘人员最基本的用电需求，避免司乘人员在无火回送过程中出现完全无电可用的状态，实现最大程度的保证了司乘人员的用电需要。装置进行自走行控制时，其控制指令由地面控制器发出，可直接根据控制人员要求进行牵引制动控制满足机车挪动要求，无需调车机等，可大大简化无电区的调车作业。装置输出单相交流、三相交流、DC110V三种输出，根据不同车型可对输出的交流电压幅值频率进行调节，真正意义上做到了兼容各型HXD型电力机车。装置具备散热与加热设计，可最大限度的提升装置对国内环境的适应性，扩大了装置可应用地域。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中装置系统的结构原理示意图；

图2是高速无火回送能量流向示意图；

图3是低速无火回送能量流向示意图；

图4是自走行状态能量流向示意图；

图5是车型管理实现流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明研制出一套HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，利用本装置控制牵引电机在被拖动运行时进行再生制动发电，从而产生一定生活供电容量，满足乘务人员最基本的照明、电子装置充电、取暖、制冷、冷藏、加热等生活用电需求；或利用外部的大功率直流电源提供的电能进行牵引控制，驱动机车在限定速度下运行，完成库内调车作业。

HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，装置所述包括两种方案：

方案1：包含控制器、升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、单相逆变模块、三相逆变模块以及牵引逆变模块，

方案2：包含双向DC/DC1级模块、双向DC/DC2级模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块、控制器；装置使用需对相应的机车进行改造，包含速度信号、三相供电、牵引电机供电、蓄电池供电几个部分。

本装置工作状态主要分为两种，其一为无火回送状态，其二为自走行状态；机车唯一启动钥匙插入本装置并旋转至指定位置后，装置可接入控制电，装置启动后控制器会立即根据高压直流母线电压判断装置状态，当高压直流母线电压低于预设门限时，表示装置处于无火回送状态，否则装置处于自走行状态。

方案1：装置处于无火回送状态下时，本装置会根据机车被拖动的速度进行不同的控制，装置控制电由机车蓄电池提供。当机车速度大于预定速度1时，升压型DC/DC模块开始工作，将从机车的蓄电池获取电压进行提升，并向装置的高压直流母线端进行充电，待电压稳定后，牵引逆变模块则利用高压直流母线电压进行机车牵引电机的预励磁控制；当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，此时牵引逆变模块工作于整流状态，将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电，同时还需将电压进行稳定，避免出现大幅度的波动；牵引逆变模块开始再生制动的同时升压型DC/DC模块停止工作，降压型DC/DC模块与三相逆变模块开始工作，降压型DC/DC模块将高压直流母线电压降至DC110V左右为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用DC110V电压进行逆变输出单相交流电压；三相逆变模块利用高压直流母线电压进行逆变，将其转换为三相交流电压进行输出。当机车速度小于预定速度2时，升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、牵引逆变模块、三相逆变模块停止工作，仅单相逆变模块工作，利用蓄电池电压逆变输出单相交流电压。

装置处于自走行状态下时，外部电源连接至高压直流母线上为高压直流母线供电，装置会根据外部控制指令进行不同的控制，当装置接收到充电指令时，降压型DC/DC模块启动，并利用高压直流母线电压进行降压输出DC110V左右电压为机车蓄电池进行充电；当装置接收到牵引制动等指令时，利用高压直流母线电压进行牵引制动控制，使机车处于限速运行状态。

方案2：当装置处于无火回送状态时，本装置会根据机车被拖动的速度进行不同的控制，装置控制电由机车蓄电池提供。当机车速度大于第一预定速度时，双向DC/DC1级模块与双向DC/DC2级模块进行升压控制，将机车蓄电池电压通过两级提升后向装置的高压直流母线进行充电，待电压稳定后，牵引逆变模块利用高压直流母线电压进行机车牵引电机的预励磁控制；当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，牵引逆变模块将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电；牵引逆变模块开始再生制动的同时双向DC/DC2级模块开始降压工作模式，向中间直流母线电压充电，单相逆变器与三相逆变器利用中间直流母线电压进行逆变输出，双向DC/DC1级模块则根据机车蓄电池状态进入降压工作模式输出电压；当机车速度小于第二预定速度时，双向DC/DC2级模块、三相逆变模块、牵引逆变模块均停止工作，仅单相逆变器与双向DC/DC1级模块工作，将蓄电池电压提升后向中间直流母线电压充电，单相逆变器利用该电压逆变输出单相交流电压；

当装置处于自走行状态下时，外部电源连接至高压直流母线上为高压直流母线供电，装置接收到充电指令时，接收到充电指令时双向DC/DC1级模块与双向DC/DC2级模块同时开启降压工作状态，利用高压直流母线电压进行降压输出DC110V左右电压为机车蓄电池进行充电；装置接收到牵引制动指令时，利用高压直流母线电压进行牵引制动控制，使机车处于限速运行状态。

司乘人员的用电需求包含照明、电子装置充电、取暖、制冷、冷藏、加热等，为充分利用机车现有设备和普通民用设备，需要装置具备三相交流和单相交流供电的能力；装置控制电以及牵引电机预励磁电来源于机车蓄电池，机车牵引电机再生制动所产生的电能为无火回送时的主要电能。装置方案1：主要包含升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、牵引逆变模块、单相逆变模块、三相逆变模块五部分，方案2：主要包含双向DC/DC1级模块、双向DC/DC2级模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块五部分，具体连接关系如图1所示。

机车为无火回送状态且处于高速被牵引状态，装置工作需要分为两个阶段，阶段一为预励磁阶段，阶段二为再生制动阶段。

方案1，预励磁阶段是升压型DC/DC模块利用低压直流母线端的蓄电池电压，为高压直流母线进行充电，待高压直流母线电压稳定后，牵引逆变模块利用该电压进行预励磁控制，励磁完成后进入再生制动阶段；装置进入再生制动状态时，升压型DC/DC模块停止工作，牵引逆变模块开始再生制动控制，将牵引电机产生的交流电压整定为直流电压，向高压直流母线充电同时保证电压不大幅度波动，降压型DC/DC模块将高压直流母线电压降低至DC110V为低压直流母线端的蓄电池进行充电，单相逆变器则利用低压直流母线电压进行逆变输出，三相逆变器则利用高压直流母线电压进行逆变输出。

方案2，预励磁阶段时双向DC/DC1级模块工作于升压状态利用低压直流母线端的蓄电池电压为中间直流母线进行充电，双向DC/DC2级模块工作于升压状态利用中间直流母线电压为高压直流母线电压充电，待高压直流母线电压稳定后，牵引逆变模块利用该电压进行预励磁控制，励磁完成后进入再生制动阶段；装置进行再生制动阶段时，牵引逆变模块开始再生制动控制，将牵引电机产生的交流电压整定为直流电压，向高压直流母线充电同时保证电压不大幅度波动，双向DC/DC2级模块工作于降压状态将高压直流母线电压降低后向中间直流母线进行充电，双向DC/DC1级模块工作于降压状态将中间直流母线电压降低后为低压直流母线端的蓄电池进行充电，单相逆变器与三相逆变器则利用中间直流母线电压进行逆变，输出相应的交流电压。两种方案下装置两个工作状态下的能量流向如图2所示。

机车为无火回送状态且被牵引速度较低时，方案1中装置仅单相逆变模块工作，此时单相逆变模块利用蓄电池能量进行逆变，输出单相交流供电；方案2中装置单相逆变模块和双向DC/DC1级模块工作，利用机车蓄电池能量进行升压逆变，得到单相交流供电输出，两种方案能量流向如图3所示。

机车需要进行自走行时，方案1中装置仅降压型DC/DC模块和牵引逆变模块进行启动，一方面利用外部大功率直流电源为机车蓄电池进行充电，另一方面则利用该电源提供的能量进行牵引制动控制，实现机车的自走行；方案2中双向DC/DC1级模块、双向DC/DC2及模块和牵引逆变模块均启动，一方面利用外部大功率直流电源为机车蓄电池充电，另一方面则利用该电源提供的能量进行牵引控制，实现机车的自走行，能量流向如图4所示。

机车唯一启动钥匙进行装置启动与连锁控制，实现本装置与机车电路的物理隔离

1)HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置只可由机车唯一启动钥匙进行启动，只有启动钥匙旋转至指定位置后方可进行牵引等线路的连接，且启动钥匙只有退回至插入位时方可拔出；启动钥匙未插入至机车指定位置，机车无法进行升弓和启动，机车上设备不运行。

2)蓄电池充电技术的应用，减小无火回送过程中的电能损耗

HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置的控制电、牵引电机励磁电以及在低速无火回送时的单相供电均来源于机车蓄电池，在高速无火回送状态下或自走行状态时，与机车蓄电池相连的DC/DC模块根据蓄电池状态调节低压直流母线电压值实现对机车蓄电池的充电，有效避免机车蓄电池长时间放电造成的电量亏损。

3)供电模式分类管理能力，可根据机车运行状态进行供电输出

HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置主要包含无火回送状态、自走行状态两种，其中无火回送状态又分为高速无火回送和低速无火回送两个状态。自走行状态时，在机车蓄电池需要充电的状态下可输出不超过蓄电池充电功率的DC110V电压，装置根据牵引制动指令进行电机驱动电压的输出；高速无火回送状态，装置可输出最大限度的DC110V电压、单相交流电压、三相交流电压；低速无火回送状态，装置根据机车蓄电池电量输出较小功率容量的单相交流电压。以状态机技术为基础的供电模式分类管理则是为了对上述工作状态进行管理。

4)车型管理技术

HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置可应用与HXD1、HXD1B、HXD1C、HXD1D、HXD2、HXD2B、HXD2C、HXD3、HXD3B、HXD3C等HXD型系列交流传动电力机车，这些车型的牵引电机、辅助装置等均存在一定差异，本装置根据各型车型内置不同的技术参数，在装置安装于机车上后只需在输入装置上输入车型即可实现匹配。

5)斩波降压技术，有效避免高压直流母线电压过高问题

装置在进行再生制动发电时，在负载剧烈突变等情况下极易造成高压端直流母线电压过高，牵引逆变模块中包含快速斩波降压电路，可通过斩波电阻快速将多余的能量进行消耗，有效抑制高压端直流母线电压过高的情况。

6)牵引制动控制技术，实现机车限速自走行

机车需在无电区进行自走行时，可在高压直流母线上挂载大功率直流电源，装置的牵引逆变模块可实现一定限速下的牵引制动控制，实现机车限速运行。

7)无火回送工况下的预定速度1与预定速度2存在差值

预定速度1与预定速度2满足：预定速度1＞预定速度2，且存在一定差值；预定速度间有差值可有效避免在高速无火回送状态与低速无火回送状态间反复切换。

8)散热与电加热技术综合应用，提升装置环境适应能力

低温环境下，装置电加热模块自动工作，散热模块停机，待进入设定温度范围内时，电加热模块自动断开同时装置自行启动；高温环境下，装置电加热不启动，散热模块在温度达到设定值时自动启动为装置散热，通过散热与加热的配合使用，可以有效提高装置对温度的适应性。

针对机车无火回送及无电区调车作业，发明HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置；

HXD型电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置可直接适应现有的所有型号HXD型系列电力机车，车型管理技术在其中起到了关键作用，车型管理技术是通过将每种车型的相关机械参数、控制参数、电参数等存储到指定的存储空间内，在装置安装于机车上后通过装置上带有的显示输入装置输入当前车型信息，装置程序会将匹配到的车型的相关参数读取出来，并将控制程序的相应参数进行赋值，从而实现车型适配，其实现流程如图5所示。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，所述装置包括：

升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模块、

控制器；

机车唯一启动钥匙插入装置并旋转至指定位置后，装置接入控制电并启动，启动后控制器直接根据高压直流母线电压判断装置状态，当高压直流母线电压低于预设门限时，表示装置处于无火回送状态，否则装置处于自走行状态；

当装置处于无火回送状态时，当机车速度大于第一预定速度时，升压型DC/DC模块开始工作，将从机车的蓄电池获取电压进行提升，并向装置的高压直流母线进行充电，待电压稳定后，牵引逆变模块利用高压直流母线电压进行机车牵引电机的预励磁控制；当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，牵引逆变模块将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电；牵引逆变模块开始再生制动的同时升压型DC/DC模块停止工作，降压型DC/DC模块与三相逆变模块开始工作，降压型DC/DC模块将高压直流母线电压降低后为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用降压后的电压进行逆变输出单相交流电压；三相逆变模块利用高压直流母线电压进行逆变，将其转换为三相交流电压进行输出；当机车速度小于第二预定速度时，升压型DC/DC模块、降压型DC/DC模块、牵引逆变模块、三相逆变模块均停止工作，仅单相逆变模块工作，利用机车蓄电池电压逆变输出单相交流电压；

当装置处于自走行状态下时，外部电源连接至高压直流母线上为高压直流母线供电，装置接收到充电指令时，降压型DC/DC模块启动，并利用高压直流母线电压进行降压输出电压为机车蓄电池进行充电；装置接收到牵引制动指令时，利用高压直流母线电压进行牵引制动控制，使机车处于限速运行状态。

2.一种电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，所述装置包括：双向DC/DC1级模块、双向DC/DC2级模块、单相逆变模块、三相逆变模块、牵引逆变模

块、控制器；

机车唯一启动钥匙插入装置并旋转至指定位置后，装置接入控制电并启动，启动后控制器直接根据高压直流母线电压判断装置状态，当高压直流母线电压低于预设门限时，表示装置处于无火回送状态，否则装置处于自走行状态；

当装置处于无火回送状态时，当机车速度大于第一预定速度时，双向DC/DC1级模块与双向DC/DC2级模块进行升压控制，将机车蓄电池电压通过两级提升后向装置的高压直流母线进行充电，待电压稳定后，牵引逆变模块利用高压直流母线电压进行机车牵引电机的预励磁控制；当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，牵引逆变模块将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电；牵引逆变模块开始再生制动的同时双向DC/DC2级模块开始降压工作模式，向中间直流母线电压充电，单相逆变器与三相逆变器利用中间直流母线电压进行逆变输出，双向DC/DC1级模块则根据机车蓄电池状态进入降压工作模式输出电压；当机车速度小于第二预定速度时，双向DC/DC2级模块、三相逆变模块、牵引逆变模块均停止工作，仅单相逆变器与双向DC/DC1级模块工作，将蓄电池电压提升后向中间直流母线电压充电，单相逆变器利用中间直流母线电压逆变输出单相交流电压；

当装置处于自走行状态下时，外部电源连接至高压直流母线上为高压直流母线供电，装置接收到充电指令时，接收到充电指令时双向DC/DC1级模块与双向DC/DC2级模块同时开启降压工作状态，利用高压直流母线电压进行降压输出电压为机车蓄电池进行充电；装置接收到牵引制动指令时，利用高压直流母线电压进行牵引制动控制，使机车处于限速运行状态。

3.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，所述装置还包括显示和输入模块，所述显示和输入模块用于显示设备运行工作状态和提示司乘人员操作和输入设备运行所需参数信息。

4.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，装置使用需对相应的机车电气线路进行改造。

5.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，机车唯一启动钥匙插入装置并旋转至指定位置后，装置接入控制电，装置控制电由机车蓄电池提供。

6.根据权利要求1所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，降压型DC/DC模块将高压直流母线电压降至DC110V为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用DC110V电压进行逆变输出单相交流电压。

7.根据权利要求2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，其特征在于，双向DC/DC1级模块和双向DC/DC2级模块均工作在降压状态下实现为机车蓄电池进行充电，单相逆变模块利用中间级直流母线电压进行逆变输出单相交流电压。

8.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，当机车牵引电机励磁完成后牵引逆变模块开始再生制动控制，此时牵引逆变模块工作于整流状态，将牵引电机所产生的交流电进行整流，并向高压直流母线充电，同时还将电压进行稳定。

9.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，第一预定速度大于第二预定速度。

10.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，所述电力机车为HXD型电力机车。

11.根据权利要求2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，单相逆变模块与三相逆变模块均连接于中间级直流母线上，单相逆变模块与三相逆变模块输入电压由于经过DC/DC模块的控制。

12.根据权利要求1或2所述的电力机车无动力回送辅助供电及自走行装置，其特征在于，将每种电力机车车型的相关机械参数、控制参数、电参数存储到指定的存储空间内；在装置安装于机车上后通过装置上带有的显示输入装置输入当前车型信息，装置将匹配到的车型的相关参数并读取出来，并将控制程序的相应参数进行赋值，从而实现车型适配。

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