一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，如果检测到的网压不低于限定值时，不对电机电流进行限制操作，机车不做减载处理；当检测到的网压低于限定值时，对电机电流按照一定的速率进行减流操作，减流量跟网压降低的大小成正比关系，网压越低，减载量越大，减载量随网压的变化而变化；在检测网压变化的过程中，同时监测机车的速度，当机车的速度接近限制值时，停止减流操作；如果检测到网压继续减少，则电机维持当前电流运行；当检测到网压有所恢复时，电机电流按照一定的速率进行恢复操作，恢复到一定坡度时所需的电流值。本发明专利技术解决了在既有线路，尤其是长大坡道且电网功率不足的线路上，保证机车安全稳定运行的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机车控制方法，尤其是涉及一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法。
技术介绍
近年来随着国民经济的快速发展，电气化铁道所承担的运输任务持续增长，但是，一些既有线路，特别是长大坡道区段由于电网容量有限，导致接触网电压不断降低，每台机车分得的能量有限，导致出现电力机车辅机烧损、被迫停车等一系列问题，严重影响了正常的运输秩序。解决这种问题的最好方法就是增大牵引变电所的系统容量，但这会涉及到电力系统的配合，需增设高压变电站，架设高压线路等工作，投资非常巨大，而且在短时间内很难实现。·电力机车控制装置作为电力机车的核心部件在原理上大同小异，基本上采用电子柜集中控制方式。电子柜由柜体、插件箱、插件、风扇冷却装置四种主要部分组成。插件主要包括空转保护、转向架控制、功补控制、输人输出、特性控制、脉冲放大、转换控制。在粘着范围内机车牵弓I、制动的特性控制主要由车内的电子控制柜来完成。在牵引时，控制系统可根据机车运行速度，自动调节整流桥触发脉冲移相角，使牵引电流沿着给定的速度一电流曲线变化，机车速度大致稳定在给定级位所对应的速度范围内，并实现最大牵引电流、最大电机电压限制。在制动时，控制系统根据机车速度，自动调节励磁桥、全控桥的触发脉冲移相角，使制动电流沿着给定的速度-电流线变化，机车速度大致稳定在给定级位所对应的速度范围内，具有最大励磁电流限制、最大制动电流限制、最小制动电流限制等功能。当励磁电流达到最大限制值后，调节全控桥脉冲的移相角，减小逆变电压以维持制动电流不变。在电子控制柜中，机车牵引、制动特性控制曲线的形成，是由机车特性控制插件来实现的。该插件接收司控器的级位指令，结合速度反馈、电机电流反馈、电压反馈等信号，按照一定的特性曲线公式进行计算，产生电流指令并输出。目前国内的交直电力机车基本上都是由一套控制系统控制着机车，其装置就是电子柜或微机柜，主要由牵引控制、电制动控制、空转和滑行保护控制、功率因数补偿控制等系统组成。控制模式基本一致，而其中的特性控制插件主要用于牵引、制动特性控制。而在低网压下如何保证机车稳定运行至今没有相关方面的研究。对于在低网压情况下如何更好地发挥机车电机的效率，从成本上和技术上综合考虑，只有修改机车特性控制插件，研发一种新的交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，才能快速有效地解决机车稳定运行的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，解决了在既有线路，尤其是长大坡道且电网功率不足的线路上，保证机车安全稳定运行的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法的技术实现方案，一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，包括以下步骤 5100:检测网压，如果检测到的网压不低于限定值时，不对电机电流进行限制操作，机车不做减载处理； 5101:当检测到的网压低于限定值时，对电机电流按照一定的速率进行减流操作，减流量跟网压降低的大小成正比关系，网压越低，减载量越大，减载量随网压的变化而变化； 5102:在检测网压变化的过程中，同时监测机车的速度，当机车的速度接近限制值时，停止减流操作； 5103:如果检测到网压继续减少，则电机维持当前电流运行； 5104:当检测到网压有所恢复时，电机电流按照一定的速率进行恢复操作，恢复到一定坡度时所需的电流值。·作为本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法技术方案的进一步改进，在上述步骤SlOl中，当检测到的网压低于限定值时，对电机电流进行减流操作的过程进一步包括以下步骤 5200:接收监控装置发出的包括机车运行的公里标和载重量在内的数据，并监测机车的运行速度，根据公里标、载重量和机车运行速度计算出机车运行时的近似阻力； 5201:根据计算的机车运行时的近似阻力得到在一定坡度上保证机车运行所需的最小牵引力；5202根据机车运行的牵引力和电机的电枢电流之间的关系求出实时的限制电流值。作为本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法技术方案的进一步改进，所述控制方法还包括以下步骤事先在软件中将机车运行过程中经过的各个路段对应的坡度和距离列成一个表格，在步骤S200中，根据监控装置传送的公里标数据通过查找表的方式，获得列车当前所处的路段的坡度和距离，并根据坡度和阻力的关系计算出当前的阻力。作为本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法技术方案的进一步改进，根据以下公式计算机车运行时的近似阻力 机车运行时的近似阻力,=O-MOSICGe+G^wJ ； 其中，机车的单位阻力W = 1.4 +0^0038 ν+0_000348·ν2 ,货车的单位阻力w = 1.07 +0.0011*ν+ 0.000236*V2 , h为坡度，4A为货车的总重，为机车的重量v力机车运行的速度。作为本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法技术方案的进一步改进，当机车在坡道运行时，按照机车运行时的近似阻力的I. I I. 3倍计算机车运行所需的牵引力。作为本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法技术方案的进一步改进，根据以下公式计算实时的电机限制电流值 电机限制电流值夂=/4595 ;其中，ir为机车的牵引力壳力电机的磁通。。通过实施上述本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法的技术方案，具有以下技术效果 (1)本专利技术解决了低网压下机车的安全稳定运行的问题，相比投入巨额资金建立变电所而言，投入资本少，开发周期短； (2)本专利技术减少了机务段辅机烧损的可能性； (3)本专利技术在一定程度上解决了在功率不足情况下机车的运行问题，能够自动对机车进行动力分配，节约了成本； (4)本专利技术对于铁路机车运营来说是一种快速有效地处理措施，从目前国内铁路运营线路情况来看具有深远的研究价值及经济效益。 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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法一种具体实施方式中控制器的系统结构框 图2是本专利技术交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法一种具体实施方式中速度信号处理电路的电路原理 图3是本专利技术交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法一种具体实施方式的控制原理框 图4是本专利技术交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法一种具体实施方式的机车减载步骤流程 图5是本专利技术交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法一种具体实施方式的程序流程图。具体实施例方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，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。如附图I至附图5所示，给出了本专利技术一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如附图I所示为本专利技术交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：检测网压，如果检测到的网压不低于限定值时，不对电机电流进行限制操作，机车不做减载处理；S101：当检测到的网压低于限定值时，对电机电流按照一定的速率进行减流操作，减流量跟网压降低的大小成正比关系，网压越低，减载量越大，减载量随网压的变化而变化；S102：在检测网压变化的过程中，同时监测机车的速度，当机车的速度接近限制值时，停止减流操作；S103：如果检测到网压继续减少，则电机维持当前电流运行；S104：当检测到网压有所恢复时，电机电流按照一定的速率进行恢复操作，恢复到一定坡度时所需的电流值。

【技术特征摘要】
1.一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤 S100:检测网压，如果检测到的网压不低于限定值时，不对电机电流进行限制操作，机车不做减载处理； S101:当检测到的网压低于限定值时，对电机电流按照一定的速率进行减流操作，减流量跟网压降低的大小成正比关系，网压越低，减载量越大，减载量随网压的变化而变化； S102:在检测网压变化的过程中，同时监测机车的速度，当机车的速度接近限制值时，停止减流操作； S103:如果检测到网压继续减少，则电机维持当前电流运行； S104:当检测到网压有所恢复时，电机电流按照一定的速率进行恢复操作，恢复到一定坡度时所需的电流值。2.根据权利要求I所述的一种交直机车在低网压工况下的动力协调控制方法，其特征在于，在步骤SlOl中，当检测到的网压低于限定值时，对电机电流进行减流操作的过程进一步包括以下步骤 S200:接收监控装置发出的包括机车运行的公里标和载重量在内的数据，并监测机车的运行速度，根据公里标、载重量和机车运行速度计算出机车运行时的近似阻力； S201:根据计算的机车运行时的近似阻力得到在一定坡度上保证机车运行所需的最小牵引力； S202根据机车运行的牵引力和电机的电枢电流之间的关系求出实时的限制电流值。3.根据权利要求2所述的一种交直机车在...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔显华，罗继光，黄亮，卢学云，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：