1.一種車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,步驟包括:
1)實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)牽引系統(tǒng)制動過程中直流側(cè)回饋功率、中間支撐電容存儲的制動能量的功率,以及將交流側(cè)制動產(chǎn)生的總功率折算至直流側(cè)得到的折算總功率;
2)根據(jù)獲取到的所述直流側(cè)回饋功率、中間支撐電容存儲的制動能量的功率以及所述折算總功率,得到制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率;
3)根據(jù)所述步驟2)得到的制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率,判斷制動電阻的過流、溫升狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟2)中具體按照下式計(jì)算得到制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率;
Pr=Pm-Pz-PC;
其中,Pr為制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率,Pm為將交流側(cè)制動產(chǎn)生的總功率折算至直流側(cè)得到的折算總功率,Pz為直流側(cè)回饋功率,PC為中間支撐電容存儲的制動能量的功率,且Pz在直流側(cè)電流為回饋方向時(shí)為正、直流側(cè)電流為與回饋方向相反的方向時(shí)為負(fù),PC在中間支撐電容兩端的電壓增加時(shí)為正、中間支撐電容兩端的電壓降低時(shí)為負(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述折算總功率的獲取步驟為:
預(yù)先根據(jù)牽引系統(tǒng)中齒輪轉(zhuǎn)換效率、電機(jī)轉(zhuǎn)換效率以及交流側(cè)轉(zhuǎn)化為直流側(cè)的轉(zhuǎn)化效率,得到將交流側(cè)制動產(chǎn)生的總功率折算至直流側(cè)的轉(zhuǎn)化效率;
實(shí)時(shí)獲取電機(jī)制動產(chǎn)生的總功率,按照下式折算得到所述折算總功率;
Pm=Pb×η;
其中,Pb為制動產(chǎn)生的總功率,η將交流側(cè)制動產(chǎn)生的總功率折算至直流側(cè)的轉(zhuǎn)化效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述電機(jī)制動產(chǎn)生的總功率具體通過實(shí)時(shí)采集制動時(shí)電機(jī)的力矩T以及轉(zhuǎn)速n,并按下式計(jì)算得到;
Pb=FV;
F=T×N×i/r;
V=3.6×D×π×n/60/i;
其中,F(xiàn)為折算到輪周的力,V為電機(jī)的線速度,i為列車齒輪傳動比,r為列車的輪半徑,D為列車的輪直徑,N為電機(jī)個(gè)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,
所述直流側(cè)回饋功率具體通過實(shí)時(shí)采集目標(biāo)牽引系統(tǒng)中的中間支撐電容兩端的電壓U、以及牽引系統(tǒng)直流側(cè)電流I獲取得到,所述直流側(cè)回饋功率的計(jì)算公式為:
Pz=UI;
所述中間支撐電容存儲的制動能量的功率,具體通過實(shí)時(shí)采集目標(biāo)牽引系統(tǒng)中能量變化前中間支撐電容兩端的電壓Uc0、以及能量變化后中間支撐電容兩端的電壓Uc1獲取得到,所述中間支撐電容存儲的制動能量的功率計(jì)算公式為:
PC=1/2C△Uc2;
△Uc2=1/2Uc12-1/2Uc02;
其中,C為中間支撐電容的電容值,△Uc2為能量變化前后中間支撐電容兩端的電壓平方差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟3)中判斷制動電阻是否發(fā)生過流的具體步驟為:實(shí)時(shí)采集制動電阻兩端的電壓,根據(jù)采集到的電壓值以及所述步驟2)得到的制動電阻消耗功率,計(jì)算出實(shí)時(shí)流過制動電阻的電流,由計(jì)算得到的電流值判斷制動電阻是否發(fā)生過流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟3)中具體實(shí)時(shí)采集制動電阻兩端的電壓,并根據(jù)得到的所述制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率計(jì)算制動電阻的實(shí)時(shí)阻值,由計(jì)算得到的實(shí)時(shí)阻值判斷制動電阻是否溫升過高;或所述步驟3)中具體根據(jù)得到的所述制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率,計(jì)算每個(gè)制動周期內(nèi)的制動電阻實(shí)時(shí)總能耗,并與制動電阻最苛刻工況下能耗進(jìn)行比較,判斷制動電阻是否溫升過高;或所述步驟3)中具體根據(jù)得到的所述制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率,計(jì)算指定個(gè)制動周期內(nèi)制動電阻消耗的平均功率,并與參考平均功率進(jìn)行比較,判斷制動電阻是否溫升過高。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟3)的具體步驟為:
3.1)每個(gè)制動周期執(zhí)行時(shí),獲取所述制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率并采集制動電阻兩端的電壓,計(jì)算制動電阻的實(shí)時(shí)阻值,判斷計(jì)算得到的實(shí)時(shí)阻值是否超過預(yù)設(shè)最大阻值,如果是,判定制動電阻溫升過高并退出,否則返回執(zhí)行步驟3.1),直至執(zhí)行完當(dāng)前制動周期,轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟3.2);
3.2)計(jì)算當(dāng)前制動周期內(nèi)的實(shí)時(shí)制動電阻總能耗,并判斷所述實(shí)時(shí)制動電阻總能耗是否超過制動電阻最苛刻工況下能耗,如果是,判定制動電阻溫升過高并退出,否則返回執(zhí)行步驟3.1);若執(zhí)行完指定個(gè)制動周期,轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟3.3);
3.3)計(jì)算制動電阻消耗的平均功率,并判斷是否超過參考平均功率,如果是,判定制動電阻溫升過高并退出,否則返回執(zhí)行步驟3.1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于,所述制動電阻總能耗的計(jì)算公式為:
Wr為t0至t1時(shí)刻的制動電阻總能耗,Pm為所述制動產(chǎn)生的總功率折算至直流側(cè)所得到的制動總功率,Pz為直流側(cè)回饋功率,PC為中間支撐電容功率;
所述制動電阻消耗的平均功率的計(jì)算公式為:
其中Wr1為t0至t1時(shí)刻的制動電阻消耗的平均功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車載制動電阻的監(jiān)測方法,其特征在于:所述制動電阻最苛刻工況的能耗具體通過制動電阻的最苛刻吸收功率曲線獲得。
11.一種車載制動電阻的監(jiān)測裝置,其特征在于,包括:
實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊,用于實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)牽引系統(tǒng)制動過程中直流側(cè)回饋功率、中間支撐電容存儲的制動能量的功率,以及將交流側(cè)制動產(chǎn)生的總功率折算至直流側(cè)得到的折算總功率;
功率獲取模塊,用于根據(jù)獲取到的所述直流側(cè)回饋功率、中間支撐電容存儲的制動能量的功率以及折算總功率,得到制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率;
判斷模塊,用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊得到的制動電阻消耗功率,判斷制動電阻是否發(fā)生過流、以及是否發(fā)生溫升過高。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)測裝置,其特征在于,所述判斷模塊包括過流判斷子模塊以及溫升過高判斷子模塊,所述溫升過高判斷子模塊包括:
電阻超限判斷單元,用于每個(gè)制動周期執(zhí)行時(shí),獲取所述制動電阻的實(shí)時(shí)消耗功率并采集制動電阻兩端的電壓,計(jì)算制動電阻的實(shí)時(shí)阻值,判斷計(jì)算得到的實(shí)時(shí)阻值是否超過預(yù)設(shè)最大阻值,如果是,判定制動電阻溫升過高并退出,否則返回執(zhí)行所述電阻超限判斷單元,直至執(zhí)行完當(dāng)前制動周期,轉(zhuǎn)入執(zhí)行總能耗超限判斷單元;
總能耗超限判斷單元,用于計(jì)算當(dāng)前制動周期內(nèi)的實(shí)時(shí)制動電阻總能耗,并判斷所述實(shí)時(shí)制動電阻總能耗是否超過制動電阻最苛刻工況下能耗,如果是,判定制動電阻溫升過高并退出,否則返回執(zhí)行電阻超限判斷單元;若執(zhí)行完指定制動周期后,轉(zhuǎn)入執(zhí)行平均功率超限單元;
平均功率超限單元,用于計(jì)算制動電阻消耗的平均功率,并判斷是否超過參考平均功率,如果是,判定制動電阻溫升過高并退出,否則返回執(zhí)行所述電阻超限判斷單元。
13.一種車載制動電阻的保護(hù)方法,其特征在于,步驟包括:按照權(quán)利要求1~10中任意一項(xiàng)所述的監(jiān)測方法監(jiān)測制動電阻,若監(jiān)測到發(fā)生過流或溫升過高,控制切斷制動電阻并保持一個(gè)制動周期,以防止制動電阻發(fā)生過流或溫升過高。
14.一種車載制動電阻的保護(hù)系統(tǒng),其特征在于包括權(quán)利要求11或12所述的監(jiān)測裝置以及保護(hù)控制裝置,所述監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測制動電阻,若監(jiān)測到發(fā)生過流或溫升過高,所述保護(hù)控制裝置控制切斷制動電阻并保持一個(gè)制動周期,以防止制動電阻發(fā)生過流或溫升過高。