专利名称：机车空气制动与电气再生制动转换控制方法
技术领域：
本发明属于铁路机车技术领域，尤其涉及一种机车空气制动与电气再生制动转换控制方法。
背景技术：
目前电力机车主控制系统和制动系统均采用微机控制，系统间可进行数据通讯。当制动系统BCU发出制动指令后，机车主控系统TCMS执行电气再生制动，制动系统的空气制动作用被屏蔽。当机车速度过低或电气再生制动失效时转到空气制动，从而保证机车减速或停车。这种制动技术可减少闸瓦磨耗和维护工作，满足环保要求。但是，由于机车由电气再生制动转为空气制动的机车速度参数值是靠经验来选定的，一般简单规定为5km/h。这样机车在制动方式转换过程中，必然会出现冲动现象，尤其在牵引客运列车时，这种冲动现象会影响乘客的舒适和安全。
发明内容
本发明的目的就是克服上述现有技术之不足，提供一种机车空气制动与电气再生制动转换控制方法，避免制动方式转换过程中的列车冲动，减少维护，提高列车运行的安全性和舒适性。本发明的目的是这样实现的一种机车空气制动与电气再生制动转换控制方法，其特征在于采取下列步骤A.设定加减载率Rl、R2，制动方式转换列车速度V2;B.在紧急制动且没有再生制动时，释放空气制动封锁信号，空气制动以Rl加载；C.在紧急制动且有再生制动、或者常用制动且列车速度等于或小于V2时，释放空气制动封锁信号，电气再生制动按Rl减载，空气制动以Rl加载；D.在常用制动且列车速度大于V2、再生制动无效时，释放空气制动封锁信号，电气再生制动按Rl减载，空气制动以Rl加载；E.在常用制动且列车速度大于V2、再生制动有效时，封锁空气制动封锁信号，电气再生制动按R2加载。为了更好地实现本发明的目的，制动方式转换列车速度V2按下式取值V2= (A*F*3. 6/R1) y2+[F* (a_b)/F，] y+b (km/h)其中Rl—再生制动减载率，F’ 一TCMS可发挥最大再生制动力，F—常用全制动力(F彡F’)，y—制动系统B⑶发出再生制动请求百分数(%)，t一再生制动力减为O需要的时间(t=F*y/Rl (s))，Vl—再生制动减为 O 的机车速度(Vl=[F*y* (a_b)/F，]+b (km/h)),A—全制动时机车减速度，可以由空气制动距离计算得出，A’ 一制动系统发出制动指令后，机车对应的减速度(A’ =y*A (m/s2) )，a-再生制动下降固有机车速度，b_再生制动下降为零固有机车速度。采用本发明的方案，在充分发挥再生制动节省能源、保护环境、减少维护的同时，很好地避免了机车再生制动、空气制动方式转换过程中引起的列车冲动，特别是运用于牵弓I客运列车，可显著提高整车安全性和舒适性。
图I为电力机车再生制动曲线示意图。图2为本发明实施例的机车空气制动与电气再生制动转换控制方法计算机流程框图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。机车空气制动机定型后，空气制动特性很难更改。但近年来电气控制技术不断发展，电力机车再生制动特性可以通过微机很方便的进行调整。基于以上情况，首先需确定机车空气制动特性，通过试验可以测得该参数，如空气制动的加载率为Rl (kN/s)，减载率为R2 (kN/s)。根据所测空气制动特性，确定再生制动的加载率为R2 (kN/s)，减载率为Rl(kN/s)ο下面结合附图I详述停车时再生制动、空气制动自动转换的机车速度值确定。机车最大再生制动力为F’kN。当机车速度为a km/h时(已知，机车再生制动固有参数)，再生制动力开始线性下降，当速度下降接近b km/h时(已知，机车再生制动固有参数)，再生制动力下降至O。已知Rl-再生制动减载率F’ -TCMS可发挥最大再生制动力F—常用全制动力，FS F’y—制动系统B⑶发出再生制动请求百分数(%)t一再生制动力减为O需要的时间(t=F*y/Rl (s))Vl—再生制动减为 O 的机车速度(Vl=[F*y* (a_b) /F，]+b (km/h))A—全制动时机车减速度，可以由空气制动距离计算得出A’ 一制动系统发出制动指令后，机车对应的减速度(A’ =y*A(m/s2))因为Af = (V2-V1) /t ；则得出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)依据上述公式，当制动系统发出的制动请求百分数不同时，TCMS可以自动确定对应的再生制动、空气制动的自动转换时的机车速度V2。按该速度进行再生制动和空气制动的转换，机车总制动力将不发生变化，机车减速度不发生变化，机车与车辆之间将没有冲动现象。下面结合附图2详述本实施例的机车空气制动与电气再生制动转换控制方法步骤。程序从框I. O开始。进入框1.1，设定加减载率Rl、R2。进入框I. 2，如果没有制动请求，原地返回；否则，进入框I. 3。在框I. 3，如果是紧急制动，进入框I. 8 ;否则，进入框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)。进入框 I. 5，如果列车速度小于或等于V2，则进入框I. 9 ;否则，进入框I. 6。在框I. 6，如果再生制动无效，进入框I. 9 ;否则，进入框I. 7。在框I. 7，封锁空气制动信号，再生制动按R2加载，然后返回框I. 5。在框I. 8，如果没有再生制动，进入框2.0 ;否则，进入框1.9。在框I. 9，释放空气制动封锁信号，再生制动按Rl减载，空气制动按Rl加载。在框2. O,空气制动按Rl加载。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精·神和范围。
权利要求
1.机车空气制动与电气再生制动转换控制方法，其特征在于采取下列步骤 A.设定加减载率Rl、R2，制动方式转换列车速度V2; B.在紧急制动且没有再生制动时，释放空气制动封锁信号，空气制动以Rl加载； C.在紧急制动且有再生制动、或者常用制动且列车速度等于或小于V2时，释放空气动封锁信号，电气再生制动按Rl减载，空气制动以Rl加载； D.在常用制动且列车速度大于V2、再生制动无效时，释放空气制动封锁信号，电气再生制动按Rl减载，空气制动以Rl加载； E.在常用制动且列车速度大于V2、再生制动有效时，封锁空气制动封锁信号，电气再生制动按R2加载。
2.根据权利要求I的机车空气制动与电气再生制动转换控制方法，其特征在于所述制动方式转换列车速度V2按下式取值V2=(A*F*3. 6/Rl)y2+[F*(a_b)/F’ ]y+b (km/h) 其中R1—再生制动减载率，F’ 一TCMS可发挥最大再生制动力，F —常用全制动力(F≤F’)，y—制动系统B⑶发出再生制动请求百分数(%)，t 一再生制动力减为O需要的时间(t=F*y/Rl (s))，Vl—再生制动减为 O 的机车速度(Vl=[F*y* (a_b)/F，]+b (km/h)),A-全制动时机车减速度，可以由空气制动距离计算得出，A’ -制动系统发出制动指令后，机车对应的减速度(A’ =y*A (m/s2) )，a-再生制动下降固有机车速度，b_再生制动下降为零固有机车速度。
全文摘要
本发明的机车空气制动与电气再生制动转换控制方法，设定加减载率R1、R2，制动方式转换列车速度V2，在紧急制动且没有再生制动时，释放空气制动封锁信号，空气制动以R1加载；在紧急制动且有再生制动、或者常用制动且列车速度等于或小于V2时，释放空气制动封锁信号，电气再生制动按R1减载,空气制动以R1加载；在常用制动且列车速度大于V2、再生制动无效时，释放空气制动封锁信号，电气再生制动按R1减载,空气制动以R1加载；在常用制动且列车速度大于V2、再生制动有效时，封锁空气制动封锁信号，电气再生制动按R2加载。避免了机车再生制动、空气制动方式转换过程中引起的列车冲动，显著提高客运列车的安全性和舒适性。
文档编号B61H11/14GK102897185SQ20121041749
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者曹灏, 郝凤荣, 吴国栋, 杨守君, 王存兵, 李新 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司