[發明專利]一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法

有效

• 申請號: 201210390935.6
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102904250A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 喬顯華;羅繼光;黃亮;盧學云
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;B60M3/00
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及一種機車控制方法，尤其是涉及一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法。

背景技術

近年來隨著國民經濟的快速發展，電氣化鐵道所承擔的運輸任務持續增長，但是，一些既有線路，特別是長大坡道區段由于電網容量有限，導致接觸網電壓不斷降低，每臺機車分得的能量有限，導致出現電力機車輔機燒損、被迫停車等一系列問題，嚴重影響了正常的運輸秩序。解決這種問題的最好方法就是增大牽引變電所的系統容量，但這會涉及到電力系統的配合，需增設高壓變電站，架設高壓線路等工作，投資非常巨大，而且在短時間內很難實現。

電力機車控制裝置作為電力機車的核心部件在原理上大同小異，基本上采用電子柜集中控制方式。電子柜由柜體、插件箱、插件、風扇冷卻裝置四種主要部分組成。插件主要包括空轉保護、轉向架控制、功補控制、輸入輸出、特性控制、脈沖放大、轉換控制。在粘著范圍內機車牽引、制動的特性控制主要由車內的電子控制柜來完成。

在牽引時，控制系統可根據機車運行速度，自動調節整流橋觸發脈沖移相角，使牽引電流沿著給定的速度－電流曲線變化，機車速度大致穩定在給定級位所對應的速度范圍內，并實現最大牽引電流、最大電機電壓限制。

在制動時，控制系統根據機車速度，自動調節勵磁橋、全控橋的觸發脈沖移相角，使制動電流沿著給定的速度-電流線變化，機車速度大致穩定在給定級位所對應的速度范圍內，具有最大勵磁電流限制、最大制動電流限制、最小制動電流限制等功能。當勵磁電流達到最大限制值后，調節全控橋脈沖的移相角，減小逆變電壓以維持制動電流不變。

在電子控制柜中，機車牽引、制動特性控制曲線的形成，是由機車特性控制插件來實現的。該插件接收司控器的級位指令，結合速度反饋、電機電流反饋、電壓反饋等信號，按照一定的特性曲線公式進行計算，產生電流指令并輸出。目前國內的交直電力機車基本上都是由一套控制系統控制著機車，其裝置就是電子柜或微機柜，主要由牽引控制、電制動控制、空轉和滑行保護控制、功率因數補償控制等系統組成。控制模式基本一致，而其中的特性控制插件主要用于牽引、制動特性控制。而在低網壓下如何保證機車穩定運行至今沒有相關方面的研究。對于在低網壓情況下如何更好地發揮機車電機的效率，從成本上和技術上綜合考慮，只有修改機車特性控制插件，研發一種新的交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法，才能快速有效地解決機車穩定運行的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法，解決了在既有線路，尤其是長大坡道且電網功率不足的線路上，保證機車安全穩定運行的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法的技術實現方案，一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法，包括以下步驟：

S100：檢測網壓，如果檢測到的網壓不低于限定值時，不對電機電流進行限制操作，機車不做減載處理；

S101：當檢測到的網壓低于限定值時，對電機電流按照一定的速率進行減流操作，減流量跟網壓降低的大小成正比關系，網壓越低，減載量越大，減載量隨網壓的變化而變化；

S102：在檢測網壓變化的過程中，同時監測機車的速度，當機車的速度接近限制值時，停止減流操作；

S103：如果檢測到網壓繼續減少，則電機維持當前電流運行；

S104：當檢測到網壓有所恢復時，電機電流按照一定的速率進行恢復操作，恢復到一定坡度時所需的電流值。

作為本發明一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法技術方案的進一步改進，在上述步驟S101中，當檢測到的網壓低于限定值時，對電機電流進行減流操作的過程進一步包括以下步驟：

S200：接收監控裝置發出的包括機車運行的公里標和載重量在內的數據，并監測機車的運行速度，根據公里標、載重量和機車運行速度計算出機車運行時的近似阻力；

S201：根據計算的機車運行時的近似阻力得到在一定坡度上保證機車運行所需的最小牽引力；

S202：根據機車運行的牽引力和電機的電樞電流之間的關系求出實時的限制電流值。

作為本發明一種交直機車在低網壓工況下的動力協調控制方法技術方案的進一步改進，所述控制方法還包括以下步驟：事先在軟件中將機車運行過程中經過的各個路段對應的坡度和距離列成一個表格，在步驟S200中，根據監控裝置傳送的公里標數據通過查找表的方式，獲得列車當前所處的路段的坡度和距離，并根據坡度和阻力的關系計算出當前的阻力。