电力机车及受电弓控制装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力机车技术领域，特别是涉及一种电力机车的受电弓控制装置及方法。此外，本发明还涉及一种包括上述受电弓控制装置的电力机车。
【背景技术】
[0002]受电弓是电力机车获取并传输电流的重要装置，通过驱动装置驱动受电弓升降，驱动装置通常为气囊驱动装置，实现受电弓的碳滑板与接触网接触，从接触网获取电流。在电力机车实际的运行过程中，受电弓与接触网的接触状态直接影响了弓网的受流质量，当受电弓与接触网的接触压力偏小时，弓网间的振动容易产生弓网间虚接触甚至不接触，导致弓网间火花，加大电蚀磨耗，降低弓网受流质量；当受电弓与接触网的接触压力偏大时，接触网局部抬升过大，弓网机械磨耗加大，降低受电弓及接触网的使用寿命，严重时甚至产生恶性的弓网事故。
[0003]随着电力机车运行速度的逐步提高，受电弓预设的静态接触压力无法满足高速运行的受流性能要求，采用具有比例换向结构的控制装置可以实现气囊压力的动态调节。但是，电控比例换向结构的阀件相比于精密调压阀，其灵敏度较低，响应时间较长，导致采用电控比例换向结构的受电弓在升降弓过程中，同高度上受电弓的碳滑板与接触网的接触压力差进一步扩大，难以满足受电弓相关标准的要求。
[0004]综上所述，如何有效地解决受电弓动态调节控制装置的灵敏度较低，响应时间较长等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种电力机车的受电弓控制装置及方法，有效地解决了受电弓动态调节控制装置的灵敏度较低，响应时间较长等问题；本发明的另一目的是提供一种包括上述受电弓控制装置的电力机车。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种电力机车的受电弓控制装置，包括:
[0008]先导式调压阀(3)，所述先导式调压阀(3)具有主阀体和先导腔，所述先导式调压阀(3)的主阀体与气源连通；
[0009]气囊(8)，所述气囊(8)与所述先导式调压阀(3)的主阀体连通；
[0010]压力反馈单元(7)，所述压力反馈单元(7)串接于所述先导式调压阀(3)的主阀体与气囊(8)之间的主气路上；
[0011]控制单元(9)，所述控制单元(9)的信号输入端分别与电力机车信号输出端和所述压力反馈单元(7)的信号输出端通信连接，所述压力反馈单元(7)能够向所述控制单元
(9)反馈所述气囊(8)内的压力值；
[0012]排气阀⑷和进气阀(5)，所述排气阀(4)和进气阀(5)的信号输入端均与控制单元(9)的信号输出端通信连接；所述排气阀(4)的进气口和进气阀(5)的出气口均与先导式调压阀(3)的先导腔连通，所述排气阀(4)和进气阀(5)能够调节所述先导腔内的压力。
[0013]优选地，所述进气阀(5)的进气口与所述先导式调压阀(3)与气囊(8)之间的主气路连通。
[0014]优选地，所述先导式调压阀(3)与气囊(8)之间的主气路上串接有溢流阀(6);
[0015]所述气源与所述先导式调压阀(3)之间的主气路上还串接有气体过滤器(I)。
[0016]优选地，所述气体过滤器(I)与所述先导式调压阀(3)之间的主气路上还串接有电磁阀(2)，在所述电磁阀⑵的供电线路上还串联有控制所述电磁阀(2)通断的控制器。
[0017]本发明还提供一种电力机车，包括受电弓控制装置及安装所述受电弓控制装置的车体，所述受电弓控制装置具体为上述任一项所述的受电弓控制装置。
[0018]本发明还提供一种电力机车的受电弓控制方法，包括以下步骤:
[0019]I)检测气囊⑶内的压力值，并反馈所述压力值；
[0020]2)比较反馈压力值和目标压力值的大小，判断是否需要调整所述气囊(8)内的压力值，如果需要，则调整输入所述气囊(8)内的压缩气体量。
[0021]优选地，步骤I)具体为通过压力传感器检测气囊(8)内的压力值；通过压力反馈单元(7)将反馈压力值反馈给所述控制单元(9)。
[0022]优选地，步骤2)中对输入所述气囊(8)内的压缩气体量的调整为所述控制单元
(9)调整先导式调压阀(3)先导腔内的压力，控制所述先导式调压阀(3)主阀体输出到所述气囊(8)内的压缩气体量。
[0023]优选地，所述控制单元(9)控制进气阀(5)进气或者排气阀⑷排气来调整先导式调压阀(3)先导腔内的压力。
[0024]优选地，还包括判断气源与气囊(8)之间主气路上的压力值，在达到设定压力值时溢流阀(6)打开；
[0025]通过串联电磁阀(2)控制主气路通断；
[0026]在压缩气体进入所述先导式调压阀(3)之前用气体过滤器(I)对压缩气体进行过滤。
[0027]本发明所提供的电力机车的受电弓控制装置，包括:先导式调压阀、气囊、压力反馈单元、控制单元、排气阀和进气阀，先导式调压阀具有主阀体和先导腔，先导式调压阀的主阀体与气源连通，气囊与先导式调压阀连通，气源内的压缩气体进入气囊，压力反馈单元串接于先导式调压阀的主阀体与气囊之间的主气路上，反馈单元能够向控制单元反馈气囊内的压力值，控制单元的信号输入端分别与电力机车信号输出端和压力反馈单元的信号输出端通信连接，排气阀和进气阀的信号输入端均与控制单元的信号输出端通信连接，控制单元通过比较计算的目标压力值和反馈压力值来控制排气阀排气或者进气阀进气，排气阀的进气口和进气阀的排气口均与先导式调压阀的先导腔气路连通，排气阀和进气阀能够调节先导腔内的压力，先导腔内的压力可以控制主阀体的输出压力，进而控制气囊的压力，实现对受电弓与接触网动态接触力的控制。先导式调压阀不仅具有调压阀灵敏度较高，响应时间较短的优点，先导式调压阀同时具有主阀体和先导腔，调整先导腔的内部压力能够调节主阀体的输出压力值，完成对受电弓气囊压力的动态闭环控制，从而实现对弓网动态接触力的实时调节，可以改善弓网的受流性能，保障电力机车高速、安全、可靠运行。
[0028]本发明提供的受电弓控制方法，首先检测气囊内的压力值，并反馈此压力值；然后比较反馈压力值和目标压力值的大小，判断是否需要调整气囊内的压力值，如果需要，则调整输入气囊内的压缩气体量。对受电弓进行动态闭环控制，根据反馈的压力值和计算的压力值对受电弓气囊的压力进行调整，从而实现对弓网动态接触力的实时调节，改善弓网的受流性能。
[0029]本发明提供的电力机车，包括受电弓控制装置及安装受电弓控制装置的车体，该受电弓控制装置具体为上述任一种受电弓控制装置。由于上述的受电弓控制装置具有上述技术效果，具有该受电弓控制装置的电力机车也应具有相应的技术效果。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。