[發(fā)明專利]高速列車車輪空轉(zhuǎn)狀態(tài)下牽引電機(jī)的同步控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910405570.1
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN110104001B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐凱;夏秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B61C17/12
• 分類號(hào): B61C17/12;B60L15/20;B60L15/38
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務(wù)所 50235
• 代理人: 侯懋琪;李劍鋒

本發(fā)明提供了一種高速列車車輪空轉(zhuǎn)狀態(tài)下牽引電機(jī)的同步控制方法，其特征在于：包括中央處理模塊和多個(gè)牽引控制模塊；所述同步控制方法包括：給定目標(biāo)速度參數(shù)；獲取牽引電機(jī)的當(dāng)前速度參數(shù)；獲取各個(gè)牽引電機(jī)當(dāng)次的同步控制量；根據(jù)同步控制量信號(hào)調(diào)整并驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明的方法在高速列車提速過程中同步控制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能迅速降低空轉(zhuǎn)電機(jī)的速度突變，減小由此帶來的危害，降低高速列車運(yùn)行維修成本和安全事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城軌列車自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高速列車車輪空轉(zhuǎn)狀態(tài)下牽引電機(jī)的同步控制方法。

背景技術(shù)

高速列車通常由多節(jié)動(dòng)車車廂組成，每節(jié)動(dòng)車車廂兩頭各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)向架，每個(gè)轉(zhuǎn)向架上設(shè)置兩個(gè)輪對(duì)，每個(gè)輪對(duì)有兩個(gè)輪子，兩個(gè)轉(zhuǎn)向架之間由一根車軸連接。高速列車牽引電機(jī)安裝在動(dòng)車車廂下面的轉(zhuǎn)向架上，通過變速器把牽引電機(jī)轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)向架輪軸相連接，通常，一個(gè)牽引電機(jī)與一個(gè)輪對(duì)的輪軸連接，牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩通過變速器輸出到輪軸，驅(qū)動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，單節(jié)動(dòng)車車廂有4個(gè)輪對(duì)及與之相對(duì)應(yīng)的4臺(tái)牽引電機(jī)。

當(dāng)高速列車在恒速運(yùn)行的過程中需要提速時(shí)，通常采用傳統(tǒng)的速度閉環(huán)控制方式，實(shí)現(xiàn)每節(jié)動(dòng)車車廂的4臺(tái)牽引電機(jī)同步控，使4臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持協(xié)調(diào)一致，以獲得高速列車較好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，提高乘客的乘坐舒適度。然而，高速列車各牽引電機(jī)通過車輪與鋼軌之間的粘著作用在機(jī)械上耦合在一起。當(dāng)高速列車在雨雪天氣開行時(shí)，鋼軌與車輪間摩擦系數(shù)急劇減小，如果此時(shí)某個(gè)輪對(duì)與鋼軌之間沒有足夠的摩擦力，車輪與鋼軌接觸點(diǎn)的切線速度和加速度都要比高速列車其他輪對(duì)的速度大得多，會(huì)出現(xiàn)“空轉(zhuǎn)”的狀況，此時(shí)，車輪轉(zhuǎn)速急劇上升，該狀態(tài)下牽引力大幅度降低，如果不迅速采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧瑢?huì)造成鋼軌和車輪都將遭受劇烈磨耗，嚴(yán)重?fù)p耗鋼軌，甚至導(dǎo)致車輪陷入鋼軌磨損產(chǎn)生的深坑內(nèi)的嚴(yán)重事故。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種高速列車車輪空轉(zhuǎn)狀態(tài)下牽引電機(jī)的同步控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，高速列車在恒速運(yùn)行過程中提速時(shí)，由于某些車輪空轉(zhuǎn)造成的鋼軌和車輪劇烈磨損，運(yùn)營維修成本高的問題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種高速列車車輪空轉(zhuǎn)狀態(tài)下牽引電機(jī)的同步控制方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括中央處理模塊和多個(gè)牽引控制模塊；所述中央處理模塊包括：中央通信模塊、速度給定模塊、速度處理模塊、空轉(zhuǎn)電機(jī)速度處理模塊、相鄰交叉耦合模塊、同步誤差控制模塊和空轉(zhuǎn)電機(jī)控制量調(diào)整模塊；所述牽引控制模塊包括：牽引通信模塊、比較模塊、誤差跟蹤控制器、控制信號(hào)疊加模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、牽引電機(jī)和速度檢測(cè)模塊；所述同步誤差控制模塊包括2個(gè)空轉(zhuǎn)電機(jī)同步誤差控制器和多個(gè)常態(tài)電機(jī)同步誤差控制器組，所述多個(gè)常態(tài)電機(jī)同步誤差控制器組與多個(gè)牽引電機(jī)一一對(duì)應(yīng)，單個(gè)常態(tài)電機(jī)同步誤差控制器組包括2個(gè)常態(tài)電機(jī)同步誤差控制器；

所述速度給定模塊分別與中央通信模塊和速度處理模塊二者連接，速度處理模塊與中央通信模塊連接，空轉(zhuǎn)電機(jī)速度處理模塊與速度處理模塊連接，相鄰交叉耦合模塊分別與速度處理模塊和空轉(zhuǎn)電機(jī)速度處理模塊二者連接，同步誤差控制模塊與相鄰交叉耦合模塊連接，空轉(zhuǎn)電機(jī)控制量調(diào)整模塊分別與同步誤差控制模塊、空轉(zhuǎn)電機(jī)速度處理模塊和速度處理模塊三者連接，空轉(zhuǎn)電機(jī)控制量調(diào)整模塊和同步誤差控制模塊二者均與中央通信模塊連接；

所述速度檢測(cè)模塊與牽引電機(jī)連接，牽引電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與控制信號(hào)疊加模塊連接，控制信號(hào)疊加模塊分別與誤差跟蹤控制器和牽引通信模塊二者連接，誤差跟蹤控制器與比較模塊連接，比較模塊分別與速度檢測(cè)模塊和牽引通信模塊二者連接，牽引通信模塊與速度檢測(cè)模塊連接；

每個(gè)牽引控制模塊的牽引通信模塊均與所述中央通信模塊連接；

所述同步控制方法包括：

設(shè)高速列車共有n個(gè)牽引電機(jī)，當(dāng)高速列車需要提速時(shí)，