[發(fā)明專利]一種基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710104555.4
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108507805A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡斌;熊頡;高建中;肖泉華;章繼楠;賀梁;牛春;包守忠;楊韜;李怡文;涂嵩;劉東山;劉世業(yè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)鐵建高新裝備股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M17/08
• 分類(lèi)號(hào): G01M17/08;G01M7/02
• 代理公司: 北京馳納智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮

本發(fā)明涉及一種基于飛輪?發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括變頻器、原動(dòng)機(jī)、飛輪組、同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁裝置、機(jī)械聯(lián)接部件，本發(fā)明的基于飛輪?發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多軸鐵路車(chē)輛的運(yùn)行慣量模擬，解決了鐵路車(chē)輛滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的鐵路車(chē)輛慣量模擬中飛輪片大而分散導(dǎo)致：地坑占地面積過(guò)大、軸距調(diào)整時(shí)負(fù)荷過(guò)大致使軸距調(diào)整困難、各軸飛輪箱分散安裝致使慣量調(diào)節(jié)操作麻煩等難題。同時(shí)，鐵路車(chē)輛滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的制動(dòng)試驗(yàn)與牽引試驗(yàn)獨(dú)立開(kāi)，無(wú)需依賴拖動(dòng)電機(jī)的容量與機(jī)車(chē)牽引變流器的控制，減小了牽引變流器的控制難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵路車(chē)輛滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)慣量模擬系統(tǒng)，特別涉及一種基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)，屬于鐵路車(chē)輛試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，運(yùn)用滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行鐵路車(chē)輛動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，其對(duì)制動(dòng)過(guò)程的模擬是能否測(cè)試出鐵路車(chē)輛各方面性能參數(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而為確保車(chē)輛制動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工況與實(shí)際線路運(yùn)行工況的一致，必須對(duì)車(chē)輛運(yùn)行慣量進(jìn)行模擬。常見(jiàn)的慣量模擬方式有兩種：飛輪機(jī)械慣量模擬與電慣量模擬。對(duì)于車(chē)輛滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)：方式一由于機(jī)車(chē)是大功率多軸驅(qū)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，飛輪片分散且體積大導(dǎo)致：地坑占地面積過(guò)大、軸距調(diào)整裝置負(fù)荷過(guò)大致使軸距調(diào)整困難、各軸飛輪箱分散安裝致使慣量調(diào)節(jié)操作麻煩；方式二需要通過(guò)滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)牽引變流器對(duì)拖動(dòng)電機(jī)組進(jìn)行控制，其控制精度依賴于車(chē)輛制動(dòng)模型的建立，然而受摩擦阻力、風(fēng)阻、機(jī)械傳動(dòng)部件慣量無(wú)法確定等非線性因素，車(chē)輛制動(dòng)模型很難確立，控制實(shí)現(xiàn)難度較大，且該方式依賴拖動(dòng)電機(jī)容量的大小。因此，針對(duì)現(xiàn)有的慣量模擬系統(tǒng)改進(jìn)，提出了一種應(yīng)用于鐵路車(chē)輛的基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于鐵路車(chē)輛的基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的鐵路車(chē)輛滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)慣量模擬系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)，包括變頻器、原動(dòng)機(jī)、飛輪組、同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁裝置、機(jī)械聯(lián)接部件；

所述機(jī)械聯(lián)接部件包括聯(lián)軸器I和聯(lián)軸器II，所述變頻器連接原動(dòng)機(jī)，所述原動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器I與飛輪組相連接，所述飛輪組通過(guò)聯(lián)軸器II與同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁裝置相連接，所述同步發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁裝置連接鐵路車(chē)輛滾動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的拖動(dòng)電機(jī)組；

鐵路車(chē)輛滾動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的制動(dòng)試驗(yàn)啟動(dòng)，所述變頻器驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)并帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)及同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，所述同步發(fā)電機(jī)輸出至拖動(dòng)電機(jī)組，當(dāng)拖動(dòng)電機(jī)組到達(dá)所需制動(dòng)速度時(shí)，機(jī)車(chē)車(chē)輛開(kāi)始進(jìn)行制動(dòng)，同時(shí)切除變頻器，此時(shí)由于飛輪已存儲(chǔ)相應(yīng)的動(dòng)能，飛輪將釋放存儲(chǔ)的動(dòng)能拖動(dòng)同步發(fā)電機(jī)繼續(xù)發(fā)電，驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)電機(jī)組繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)車(chē)車(chē)輛輪對(duì)在制動(dòng)力與拖動(dòng)電機(jī)的反向驅(qū)動(dòng)力下緩慢停車(chē)。

優(yōu)選的是，所述基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)的機(jī)車(chē)車(chē)輛空載牽引試驗(yàn)過(guò)程包括：

(1)利用變頻器轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)；

(2)施以較小勵(lì)磁電流給同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)；

(3)增加原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速給定，將拖動(dòng)電機(jī)組牽引至制動(dòng)初速度；

(4)增大同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，將拖動(dòng)電機(jī)組電壓穩(wěn)定在額定電壓。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述基于飛輪-發(fā)電機(jī)組慣量模擬系統(tǒng)在機(jī)車(chē)車(chē)輛的空載牽引試驗(yàn)過(guò)程中，所述變頻器通過(guò)轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n₀為：

式中，f₀表示原動(dòng)機(jī)的定子電壓頻率，p₀表示原動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，s₀表示原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率；

同步發(fā)電機(jī)端電壓頻率f₁為：式中p₁表示同步發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)；