用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆技术方案

本发明专利技术提供一种用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆。本发明专利技术提供的动力制动控制系统包括动力制动系统和控制器；该动力制动系统包括：牵引电机、牵引逆变器、斩波模块、动力电池、制动电阻；该牵引电机与牵引逆变器连接；该斩波模块分别与该牵引逆变器、该动力电池和该制动电阻连接；控制器与该斩波模块连接，用于当车辆的中间直流电压达到预设值时，控制该斩波模块的斩波占空比，以使得该牵引逆变器输出的电能传输至该动力电池和/或该制动电阻。本发明专利技术可减少中间直流电压的波动，使车辆在制动时运行平稳，提高了车辆的安全性。

Power Brake Control System for Rail Vehicles and Rail Vehicles

The invention provides a power braking control system for rail vehicles and a rail vehicle. The power braking control system provided by the invention comprises a power braking system and a controller; the power braking system comprises a traction motor, a traction inverter, a chopper module, a power battery and a braking resistance; the traction motor is connected with a traction inverter; the chopper module is connected with the traction inverter, the power battery and the braking resistance respectively; and the controller is connected with the chopper module. Then, when the intermediate DC voltage of the vehicle reaches the preset value, the chopper duty cycle of the chopper module is controlled so that the power output from the traction inverter can be transmitted to the power battery and/or the brake resistance. The invention can reduce the fluctuation of intermediate DC voltage, make the vehicle run smoothly when braking, and improve the safety of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆
本专利技术涉及轨道交通技术，尤其涉及一种用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆。
技术介绍
轨道车辆在动力制动过程中，原来驱动轮对的牵引电动机转变为发电机，利用列车的惯性由轮对带动电动机转子旋转而发电，产生反转力矩，消耗列车的动能，从而产生制动的作用，同时利用发出的电能给动力电池进行充电，实现制动能量的回收利用。由于车辆的动力电池最大充电功率是一定的，当车辆的制动功率大于动力电池所能吸收的最大功率时，动力制动会失效，此时车辆将由动力制动转为空气制动。考虑到动力电池受到最大充电功率限制的问题，可通过增加制动电阻以消耗多余的功率，避免动力制动和空气制动的来回切换。采用这种方式进行动力制动时，回收的制动能量既要在制动电阻上消耗又要为动力电池充电，同时，回收的制动能量随着车辆速度和手柄位变化而时刻变化，进而导致车辆的中间直流电压的变化，由于无法合理控制制动能量在辅助系统、制动电阻和动力电池上的消耗，容易导致车辆的中间直流电压大幅波动，进而引发车辆抖动，影响车辆的安全性。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆，以实现对车辆回收的制动能量的合理利用，维持车辆中间直流电压的稳定。本专利技术提供一种用于轨道车辆的动力制动控制系统，包括：动力制动系统和控制器；所述动力制动系统包括：牵引电机、牵引逆变器、斩波模块、动力电池、制动电阻；所述牵引逆变器与所述牵引电机连接，用于将所述牵引电机产生的交流电转换为直流电；所述斩波模块分别与所述牵引逆变器、所述动力电池和所述制动电阻连接，所述斩波模块内部具有可控晶体管；所述控制器与所述斩波模块连接，所述控制器用于在车辆进行动力制动时时，当车辆的中间直流电压达到预设值时，控制所述斩波模块内可控晶体管的通断以控制所述斩波模块的斩波占空比，从而控制所述牵引逆变器输出的电能传输至所述动力电池和/或所述制动电阻。可选的，所述控制系统还包括：辅助系统；所述辅助系统与所述牵引逆变器连接；所述控制器，还用于在车辆进行动力制动时，当所述中间直流电压达到第一预设值时，控制所述斩波模块输出至所述动力电池和所述制动电阻的斩波占空比为零，以使得所述牵引逆变器输出的电能传输至所述辅助系统。可选的，所述控制器用于在车辆进行动力制动时，当所述中间直流电压达到第二预设值时，控制所述斩波模块输出至所述动力电池的斩波占空比为非零值，控制所述斩波模块输出至所述制动电阻的斩波占空比为零，以使得所述牵引逆变器输出的电能传输至所述辅助系统和所述动力电池。可选的，所述控制器用于在车辆进行动力制动时，当所述中间直流电压与所述第二预设值的差值增大，控制所述斩波模块输出至所述动力电池的斩波占空比增大，以控制所述牵引逆变器输出的电能对所述动力电池进行充电的功率增大；当所述中间直流电压与所述第二预设值的差值减小，控制所述斩波模块输出至所述动力电池的占空比减小，以控制所述牵引逆变器输出的电能对所述动力电池进行充电的功率减小。可选的，所述控制器用于在车辆进行动力制动时，当所述中间直流电压达到第三预设值时，控制所述斩波模块输出至所述动力电池和所述制动电阻间的占空比为非零值，以使得所述牵引逆变器输出的电能传输至所述辅助系统、所述动力电池和所述制动电阻。具体的，所述第二预设值大于所述第一预设值，所述第三预设值大于所述第二预设值。可选的，所述斩波模块包括：第一斩波模块；所述第一斩波模块与所述动力电池和所述控制器连接；所述控制器控制所述第一斩波模块输出至所述动力电池的斩波占空比。可选的，所述斩波模块包括：第二斩波模块，所述第二斩波模块与所述制动电阻和所述控制器连接；所述控制器控制所述第二斩波模块输出至所述制动电阻间的斩波占空比。可选的，所述控制系统还包括：发电机和整流装置；所述发电机与所述整流装置和所述控制器连接，所述辅助系统与所述整流装置连接；所述控制器，还用于在所述牵引逆变器输出的电能小于所述辅助系统所需的电能，并且所述动力电池电量不足时，控制所述整流装置输出的电能传输至所述辅助系统。可选的，所述辅助系统还与所述斩波模块连接；所述控制器，还用于在所述牵引逆变器输出的电能小于所述辅助系统所需的电能，并且所述动力电池电量充足时，控制所述斩波模块内相应可控晶体管导通，以使得所述动力电池输出的电能传输至所述辅助系统。本专利技术还可提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括：动力制动控制系统，所述动力制动控制系统为上任一项所述的动力制动控制系统。本专利技术提供一种用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆，其中，该动力制动控制系统可包括动力制动系统和控制器；该动力制动系统包括：牵引电机、牵引逆变器、斩波模块、动力电池、制动电阻；该牵引电机与牵引逆变器连接；该斩波模块分别与该牵引逆变器、该动力电池和该制动电阻连接；控制器与该斩波模块连接，用于当车辆的中间直流电压达到预设值时，控制所述斩波模块的斩波占空比，以使得所述牵引逆变器输出的电能传输至所述动力电池和/或所述制动电阻。本实施例提供的动力制动控制系统根据中间直流电压的大小，合理控制牵引电机产生的电能在动力电池和制动电阻上的消耗，减少了中间直流电压的大幅波动，使车辆在制动时运行平稳，提高了车辆的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例一的框图；图2为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例二的框图；图3为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例三的框图；图4为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例四的框图；图5为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例五的电路图一；图6为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例五的电路图二；图7为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例五的电路图三；图8为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例五的电路图四；图9为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例五的电路图五；图10为本专利技术提供的用于轨道车辆的动力制动控制系统实施例五的电路图六。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术提供的动力制动控制系统实施例一的框图，如图1所示，本实施例的控制系统包括：动力制动系统10和控制器11；动力制动系统10可以包括：牵引电机101、牵引逆变器102、斩波模块103、动力电池104、制动电阻105；牵引逆变器102与牵引电机101连接，牵引逆变器102用于在车辆进行动力制动时，将牵引电机101产生的交流电转换为直流电。斩波模块103分别与牵引逆变器102、动力电池104和制动电阻105连接，斩波模块103内部具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轨道车辆的动力制动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：动力制动系统和控制器；所述动力制动系统包括：牵引电机、牵引逆变器、斩波模块、动力电池、制动电阻；所述牵引逆变器与所述牵引电机连接，用于将所述牵引电机产生的交流电转换为直流电；所述斩波模块分别与所述牵引逆变器、所述动力电池和所述制动电阻连接，所述斩波模块内部具有可控晶体管；所述控制器与所述斩波模块连接，所述控制器用于在车辆进行动力制动时，当车辆的中间直流电压达到预设值时，控制所述斩波模块内可控晶体管的通断以控制所述斩波模块斩波占空比，从而控制所述牵引逆变器输出的电能传输至所述动力电池和/或所述制动电阻。

【技术特征摘要】
1.一种用于轨道车辆的动力制动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：动力制动系统和控制器；所述动力制动系统包括：牵引电机、牵引逆变器、斩波模块、动力电池、制动电阻；所述牵引逆变器与所述牵引电机连接，用于将所述牵引电机产生的交流电转换为直流电；所述斩波模块分别与所述牵引逆变器、所述动力电池和所述制动电阻连接，所述斩波模块内部具有可控晶体管；所述控制器与所述斩波模块连接，所述控制器用于在车辆进行动力制动时，当车辆的中间直流电压达到预设值时，控制所述斩波模块内可控晶体管的通断以控制所述斩波模块斩波占空比，从而控制所述牵引逆变器输出的电能传输至所述动力电池和/或所述制动电阻。2.根据权利要求1所述的动力制动控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：辅助系统；所述辅助系统与所述牵引逆变器连接；所述控制器，还用于在车辆进行动力制动时，当所述中间直流电压达到第一预设值时，控制所述斩波模块输出至所述动力电池和所述制动电阻的斩波占空比为零，以使得所述牵引逆变器输出的电能传输至所述辅助系统。3.根据权利要求2所述的动力制动控制系统，其特征在于，所述控制器，具体用于在车辆进行动力制动时，当所述中间直流电压达到第二预设值时，控制所述斩波模块输出至所述动力电池的斩波占空比为非零值，控制所述斩波模块输出至所述制动电阻的斩波占空比为零，以使得所述牵引逆变器输出的电能传输至所述辅助系统和所述动力电池。4.根据权利要求3所述的动力制动控制系统，其特征在于，所述控制器，具体用于车辆进行动力制动时当所述中间直流电压与所述第二预设值的差值增大，控制所述斩波模块输出至所述动力电池的斩波占空比增大，以控制所述牵引逆变器输出的电能对所述动力电池进行充电的功率增大；当所述中间直流电压与所述第二预设值的差值减小，控制所述斩波模块输出至所述动力电池的占空比减小，以控制所述牵引逆变器输出的电能对所述动力电池进行充电的功率减小。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：温吉斌，魏宏，郝凤荣，赖浩喆，邹晓伟，鲁渝玲，
申请(专利权)人：中车大连机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21