專利名稱：機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鐵路機車技術領域，尤其涉及一種機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法。
背景技術：
目前電力機車主控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)均采用微機控制，系統(tǒng)間可進行數(shù)據(jù)通訊。當制動系統(tǒng)BCU發(fā)出制動指令后，機車主控系統(tǒng)TCMS執(zhí)行電氣再生制動，制動系統(tǒng)的空氣制動作用被屏蔽。當機車速度過低或電氣再生制動失效時轉(zhuǎn)到空氣制動，從而保證機車減速或停車。這種制動技術可減少閘瓦磨耗和維護工作，滿足環(huán)保要求。但是，由于機車由電氣再生制動轉(zhuǎn)為空氣制動的機車速度參數(shù)值是靠經(jīng)驗來選定的，一般簡單規(guī)定為5km/h。這樣機車在制動方式轉(zhuǎn)換過程中，必然會出現(xiàn)沖動現(xiàn)象，尤其在牽引客運列車時，這種沖動現(xiàn)象會影響乘客的舒適和安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術之不足，提供一種機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法，避免制動方式轉(zhuǎn)換過程中的列車沖動，減少維護，提高列車運行的安全性和舒適性。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于采取下列步驟A.設定加減載率Rl、R2，制動方式轉(zhuǎn)換列車速度V2;B.在緊急制動且沒有再生制動時，釋放空氣制動封鎖信號，空氣制動以Rl加載；C.在緊急制動且有再生制動、或者常用制動且列車速度等于或小于V2時，釋放空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按Rl減載，空氣制動以Rl加載；D.在常用制動且列車速度大于V2、再生制動無效時，釋放空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按Rl減載，空氣制動以Rl加載；E.在常用制動且列車速度大于V2、再生制動有效時，封鎖空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按R2加載。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，制動方式轉(zhuǎn)換列車速度V2按下式取值V2= (A*F*3. 6/R1) y2+[F* (a_b)/F，] y+b (km/h)其中Rl—再生制動減載率，F(xiàn)’ 一TCMS可發(fā)揮最大再生制動力，F(xiàn)—常用全制動力(F彡F’)，y—制動系統(tǒng)B⑶發(fā)出再生制動請求百分數(shù)(%)，t一再生制動力減為O需要的時間(t=F*y/Rl (s))，Vl—再生制動減為 O 的機車速度(Vl=[F*y* (a_b)/F，]+b (km/h)),A—全制動時機車減速度，可以由空氣制動距離計算得出，A’ 一制動系統(tǒng)發(fā)出制動指令后，機車對應的減速度(A’ =y*A (m/s2) )，a-再生制動下降固有機車速度，b_再生制動下降為零固有機車速度。采用本發(fā)明的方案，在充分發(fā)揮再生制動節(jié)省能源、保護環(huán)境、減少維護的同時，很好地避免了機車再生制動、空氣制動方式轉(zhuǎn)換過程中引起的列車沖動，特別是運用于牽弓I客運列車，可顯著提高整車安全性和舒適性。


圖I為電力機車再生制動曲線示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法計算機流程框圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。機車空氣制動機定型后，空氣制動特性很難更改。但近年來電氣控制技術不斷發(fā)展，電力機車再生制動特性可以通過微機很方便的進行調(diào)整?；谝陨锨闆r，首先需確定機車空氣制動特性，通過試驗可以測得該參數(shù)，如空氣制動的加載率為Rl (kN/s)，減載率為R2 (kN/s)。根據(jù)所測空氣制動特性，確定再生制動的加載率為R2 (kN/s)，減載率為Rl(kN/s)ο下面結(jié)合附圖I詳述停車時再生制動、空氣制動自動轉(zhuǎn)換的機車速度值確定。機車最大再生制動力為F’kN。當機車速度為a km/h時(已知，機車再生制動固有參數(shù))，再生制動力開始線性下降，當速度下降接近b km/h時(已知，機車再生制動固有參數(shù))，再生制動力下降至O。已知Rl-再生制動減載率F’ -TCMS可發(fā)揮最大再生制動力F—常用全制動力，F(xiàn)S F’y—制動系統(tǒng)B⑶發(fā)出再生制動請求百分數(shù)(%)t一再生制動力減為O需要的時間(t=F*y/Rl (s))Vl—再生制動減為 O 的機車速度(Vl=[F*y* (a_b) /F，]+b (km/h))A—全制動時機車減速度，可以由空氣制動距離計算得出A’ 一制動系統(tǒng)發(fā)出制動指令后，機車對應的減速度(A’ =y*A(m/s2))因為Af = (V2-V1) /t ；則得出V2=A’ *t*3. 6+V1=(y*A)*(F*y/Rl)*3. 6+[F*y* (a_b)/F，]+b=(A*F*3. 6/Rl)y2+[F*(a_b)/F，]y+b (km/h)依據(jù)上述公式，當制動系統(tǒng)發(fā)出的制動請求百分數(shù)不同時，TCMS可以自動確定對應的再生制動、空氣制動的自動轉(zhuǎn)換時的機車速度V2。按該速度進行再生制動和空氣制動的轉(zhuǎn)換，機車總制動力將不發(fā)生變化，機車減速度不發(fā)生變化，機車與車輛之間將沒有沖動現(xiàn)象。下面結(jié)合附圖2詳述本實施例的機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法步驟。程序從框I. O開始。進入框1.1，設定加減載率Rl、R2。進入框I. 2，如果沒有制動請求，原地返回；否則，進入框I. 3。在框I. 3，如果是緊急制動，進入框I. 8 ;否則，進入框I. 4。在框 I. 4，按上述公式得出 V2=(A*F*3. 6/Rl)y2+[F*(a-b)/F’ ]y+b (km/h)。進入框 I. 5，如果列車速度小于或等于V2，則進入框I. 9 ;否則，進入框I. 6。在框I. 6，如果再生制動無效，進入框I. 9 ;否則，進入框I. 7。在框I. 7，封鎖空氣制動信號，再生制動按R2加載，然后返回框I. 5。在框I. 8，如果沒有再生制動，進入框2.0 ;否則，進入框1.9。在框I. 9，釋放空氣制動封鎖信號，再生制動按Rl減載，空氣制動按Rl加載。在框2. O,空氣制動按Rl加載。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精·神和范圍。
權利要求
1.機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于采取下列步驟 A.設定加減載率Rl、R2，制動方式轉(zhuǎn)換列車速度V2; B.在緊急制動且沒有再生制動時，釋放空氣制動封鎖信號，空氣制動以Rl加載； C.在緊急制動且有再生制動、或者常用制動且列車速度等于或小于V2時，釋放空氣動封鎖信號，電氣再生制動按Rl減載，空氣制動以Rl加載； D.在常用制動且列車速度大于V2、再生制動無效時，釋放空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按Rl減載，空氣制動以Rl加載； E.在常用制動且列車速度大于V2、再生制動有效時，封鎖空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按R2加載。
2.根據(jù)權利要求I的機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于所述制動方式轉(zhuǎn)換列車速度V2按下式取值V2=(A*F*3. 6/Rl)y2+[F*(a_b)/F’ ]y+b (km/h) 其中R1—再生制動減載率，F(xiàn)’ 一TCMS可發(fā)揮最大再生制動力，F(xiàn) —常用全制動力(F≤F’)，y—制動系統(tǒng)B⑶發(fā)出再生制動請求百分數(shù)(%)，t 一再生制動力減為O需要的時間(t=F*y/Rl (s))，Vl—再生制動減為 O 的機車速度(Vl=[F*y* (a_b)/F，]+b (km/h)),A-全制動時機車減速度，可以由空氣制動距離計算得出，A’ -制動系統(tǒng)發(fā)出制動指令后，機車對應的減速度(A’ =y*A (m/s2) )，a-再生制動下降固有機車速度，b_再生制動下降為零固有機車速度。
全文摘要
本發(fā)明的機車空氣制動與電氣再生制動轉(zhuǎn)換控制方法，設定加減載率R1、R2，制動方式轉(zhuǎn)換列車速度V2，在緊急制動且沒有再生制動時，釋放空氣制動封鎖信號，空氣制動以R1加載；在緊急制動且有再生制動、或者常用制動且列車速度等于或小于V2時，釋放空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按R1減載,空氣制動以R1加載；在常用制動且列車速度大于V2、再生制動無效時，釋放空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按R1減載,空氣制動以R1加載；在常用制動且列車速度大于V2、再生制動有效時，封鎖空氣制動封鎖信號，電氣再生制動按R2加載。避免了機車再生制動、空氣制動方式轉(zhuǎn)換過程中引起的列車沖動，顯著提高客運列車的安全性和舒適性。
文檔編號B61H11/14GK102897185SQ20121041749
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權日2012年10月26日
發(fā)明者曹灝, 郝鳳榮, 吳國棟, 楊守君, 王存兵, 李新 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司