一种双向等离子体减阻制动系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双向等离子体减阻制动系统及其使用方法，包括：双向等离子体减阻制动装置、高压开关装置、高压交流电源、负高压直流电源、控制子系统和传动装置；本发明专利技术解决了基于等离子体流动控制技术的列车双向减阻装置存在的高速下减阻效果弱、机械结构复杂、易损坏、无法主动控制方向和无法制动的问题。无法主动控制方向和无法制动的问题。无法主动控制方向和无法制动的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双向等离子体减阻制动系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及列车起动
，具体涉及一种双向等离子体减阻制动系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]我国电气化轨道交通发展势头迅猛，并以高铁、地铁、轻轨为代表。对于高铁，以300km/h以上的速度运行时，空气阻力已达到总阻力的70％以上，对于地铁和和轻轨，以100km/h的速度运行时空气阻力也可达到总阻力的20％左右。由此可见，减小列车运行时的空气阻力对于列车提速和节能有重要意义。
[0003]现有的等离子体列车减阻技术多基于传统的介质阻挡放电技术(SDBD)，传统SDBD激励器存在高速来流下减阻效果弱、不能更改激励方向的缺陷。尽管现在已经存在基于等离子体流动控制技术的列车双向减阻装置，但还存在高速下减阻效果弱、机械结构复杂、易损坏的缺陷。由于无法主动控制激励方向，目前的双向减阻激励器并不能应用于列车辅助制动。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种双向等离子体减阻制动系统及其使用方法解决了基于等离子体流动控制技术的列车双向减阻装置存在高速的下减阻效果弱、机械结构复杂、易损坏、无法主动控制方向和无法制动的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种双向等离子体减阻制动系统，包括：双向等离子体减阻制动装置、高压开关装置、高压交流电源、负高压直流电源、控制子系统和传动装置；
[0006]所述控制子系统分别与高压交流电源、负高压直流电源和传动装置通信连接；所述双向等离子体减阻制动装置通过高压开关装置分别与高压交流电源(3)和负高压直流电源电连接；所述传动装置与高压开关装置固定连接。
[0007]进一步地，双向等离子体减阻制动装置包括：第一暴露电极、第二暴露电极、嵌入电极、电介质和绝缘层；
[0008]所述绝缘层一面与车身固定连接，其相对一面与电介质内侧一面固定连接；
[0009]所述嵌入电极嵌入绝缘层和电介质之间；
[0010]所述第一暴露电极和第二暴露电极分别与电介质的外侧一面固定连接，并分别位于嵌入电极的两侧。
[0011]进一步地，高压开关装置包括：触点底板、第一触点、第二触点、第三触点、第四触点、转盘、第一簧片和第二簧片；
[0012]所述第一触点、第二触点、第三触点和第四触点依次按顺时针分布于触点底板上；
[0013]所述第一簧片和第二簧片分别于转盘上，并呈中心对称分布；
[0014]所述触点底板有触点的一面与转盘有簧片的一面转动连接；
[0015]所述第一触点与第一暴露电极电连接；
[0016]所述第三触点与第二暴露电极电连接；
[0017]所述第二触点与负高压直流电源的负高压输出端连接；
[0018]所述第四触点与高压交流电源的高压输出端连接。
[0019]进一步地，第一暴露电极、第二暴露电极和嵌入电极的材料为304不锈钢；
[0020]所述嵌入电极的宽度大于第一暴露电极和第二暴露电极的宽度，其长度与第一暴露电极和第二暴露电极一致。
[0021]进一步地，电介质的材料为聚醚酰亚胺PEI。
[0022]上述进一步方案的有益效果为：聚醚酰亚胺PEI具有耐高温性能好、电损耗小、耐候性好、绝缘能力强的特点，适合做双向等离子体减阻制动装置的电介质。
[0023]进一步地，绝缘层的材料为聚乙烯PE。
[0024]上述进一步方案的有益效果为：聚乙烯PE具有介电常数小、绝缘能力强、耐候性好的特点，能减小激励器的漏电流，增加双向等离子体减阻制动装置(1)的能量利用效率。
[0025]进一步地，第一触点、第二触点、第三触点、第四触点、第一簧片和第二簧片的材料为304不锈钢。
[0026]上述进一步方案的有益效果为：304不锈钢材料稳定且耐候性强，能够延长寿命。
[0027]进一步地，触点底板和转盘的材料为FR-4环氧玻璃纤维板。
[0028]一种双向等离子体减阻制动系统的使用方法，包括以下步骤：
[0029]S1、通过控制子系统确定列车需要的激励器运行状态、激励器运行方向和当前激励方向；
[0030]S2、取列车前进方向为前向，判断激励器运行方向与当前激励方向是否相同，若是，则双向等离子体减阻制动装置处于制动状态，并跳转至步骤S3，若否，则双向等离子体减阻制动装置处于减阻状态，并跳转至步骤S4；
[0031]S3、根据列车需要的激励器运行状态，判断需要的激励器运行状态是否为制动状态，若是，则不需要调整，结束，若否，则跳转至步骤S5；
[0032]S4、根据列车需要的激励器运行状态，判断需要的激励器运行状态是否为减阻状态，若是，则不需要调整，结束，若否，则跳转至步骤S5；
[0033]S5、通过控制子系统控制高压交流电源和负高压直流电源的输出的电压为0；
[0034]S6、通过控制子系统对传动装置进行控制，使转盘旋转90
°
，完成电路的连接转换；
[0035]S7、将高压交流电源和负高压直流电源的输出的电压恢复，实现减阻状态和制动状态的切换。
[0036]综上，本专利技术的有益效果为：
[0037]1)、本专利技术的双向等离子体减阻制动系统中的高压开关装置机械结构简单、工作稳定，可任意切换激励状态。
[0038]2)、本专利技术相比传统SDBD激励器，等离子体得到了进一步加速，因此激励效果得到进一步提高，能更好的对车身周围的气流进行控制。
[0039]3)、本专利技术采用了对称设置的两个暴露电极，可在不改变车身外机械结构，仅改变电路连接的前提下完成激励方向的改变，可用于双向运营列车的减阻以及制动，且寿命长久。
附图说明
[0040]图1为一种双向等离子体减阻制动系统的系统图；
[0041]图2为双向等离子体减阻制动装置的剖面示意图；
[0042]图3为双向等离子体减阻制动装置的俯视图；
[0043]图4为高压开关装置的示意图；
[0044]图5为一种双向等离子体减阻制动系统的使用方法的流程图；
[0045]其中，1、双向等离子体减阻制动装置；2、高压开关装置；3、高压交流电源；4、负高压直流电源；5、控制子系统；6、传动装置；101、第一暴露电极；102、第二暴露电极；103、嵌入电极；104、电介质；105、绝缘层；201、触点底板；202、第一触点；203、第二触点；204、第三触点；205、第四触点；206、转盘；207、第一簧片；208、第二簧片。
具体实施方式
[0046]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0047]如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向等离子体减阻制动系统，其特征在于，包括：双向等离子体减阻制动装置(1)、高压开关装置(2)、高压交流电源(3)、负高压直流电源(4)、控制子系统(5)和传动装置(6)；所述控制子系统(5)分别与高压交流电源(3)、负高压直流电源(4)和传动装置(6)通信连接；所述双向等离子体减阻制动装置(1)通过高压开关装置(2)分别与高压交流电源(3)和负高压直流电源(4)电连接；所述传动装置(6)与高压开关装置(2)固定连接。2.根据权利要求1所述的双向等离子体减阻制动系统，其特征在于，所述双向等离子体减阻制动装置(1)包括：第一暴露电极(101)、第二暴露电极(102)、嵌入电极(103)、电介质(104)和绝缘层(105)；所述绝缘层(105)一面与车身固定连接，其相对一面与电介质(104)内侧一面固定连接；所述嵌入电极(103)嵌入绝缘层(105)和电介质(104)之间；所述第一暴露电极(101)和第二暴露电极(102)分别与电介质(104)的外侧一面固定连接，并分别位于嵌入电极(103)的两侧。3.根据权利要求1所述的双向等离子体减阻制动系统，其特征在于，所述高压开关装置(2)包括：触点底板(201)、第一触点(202)、第二触点(203)、第三触点(204)、第四触点(205)、转盘(206)、第一簧片(207)和第二簧片(208)；所述第一触点(202)、第二触点(203)、第三触点(204)和第四触点(205)依次按顺时针分布于触点底板(201)上；所述第一簧片(207)和第二簧片(208)分别于转盘(206)上，并呈中心对称分布；所述触点底板(201)有触点的一面与转盘(206)有簧片的一面转动连接；所述第一触点(202)与第一暴露电极(101)电连接；所述第三触点(204)与第二暴露电极(102)电连接；所述第二触点(203)与负高压直流电源(4)的负高压输出端连接；所述第四触点(205)与高压交流电源(3)的高压输出端连接。4.根据权利要求2所述的双向等离子体减阻制动系统，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泽锋，冯元，魏文赋，高国强，阴国锋，吴广宁，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：