一种电力机车制动控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机车制动控制技术领域，特别是涉及一种电力机车制动控制方法及系 统。
【背景技术】
[0002] SS4B型电力机车是20世纪末期研制的一种8轴重载货运交直电力机车，由两节 完全相同的4轴电力机车通过内重联组成，机车主电路采用不等分三段半控桥和脉流电动 机，通过微机柜相控调压实现恒流、准恒速牵引控制和传统的限流、准恒速加馈电阻制动控 制。
[0003] SS4B型电力机车在长大坡道下坡时，其电制动力不能满足重载列车的制动要求， 乘务员需要频繁投入空气制动来进行降速运行。例如，SS4B型电力机车牵引5000t级重载 列车在长大坡道下坡，由于机车电制动力小于整列车的下滑力，机车速度迅速上升，机车速 度达到75km/h左右（限速80km/h)时，乘务员会及时投入空气补足制动，机车速度快速下 降；当机车速度快速下降至45km/h左右时，乘务员缓解空气补足制动，机车速度又快速回 升。这过程中，假设乘务员固定级位7级，当速度达到75km/h时，制动电流为最大775A，当 速度降到45km/h时，制动电流快速降至最小70A。然而，制动工况下较大的du/dt、di/dt - 方面会造成电动机电气疲劳性冲击以及换向性能恶化，长此以往，会造成电动机换向性能 恶化，引发换向器表面电弧灼伤，使换向器表面和电刷出现非正常磨损，加速了对换向器正 常工作状态的破坏，另一方面，机车速度突变的不稳定性，造成轮轨动态粘着的下降，极易 发生滑行下的车轮檫伤，累积出现车轮严重的不圆顺，使机车动力学性能恶化和造成机车 粘着下降的恶性循环。
[0004] 因此，如何有效提供一种解决机车在制动过程中电流、电压变化快造成电动机电 气疲劳性冲击、换向性能恶化以及滑行率高的问题的方法是本领域技术人员目前需要解决 的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种电力机车制动控制方法，在周期性机车速度突变工况 下，制动发电电压、制动电流变化更趋平缓，有效消除了电气冲击对电动机的影响，同时也 优化了换向性能、改善了换向器工作环境，最大限度地降低了滑行率；本发明的另一目的是 提供一种电力机车制动控制系统。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种电力机车制动控制方法，包括：
[0007] 步骤A :接收人为给定的指令以及传感器反馈的机车速度V，确定机车处于制动状 态以及开启制动控制逻辑；其中，所述指令包括司控器级位N和状态量；
[0008] 步骤B :依据所述司控器级位N、机车速度V以及限流、准恒制动力特性关系式和限 制关系式，分别得到特性电流I1和限制电流I 2，其中：
[0009] 所述特性关系式为特性电流
【主权项】
1. 一种电力机车制动控制方法，其特征在于，包括： 步骤A ;接收人为给定的指令W及传感器反馈的机车速度V，确定机车处于制动状态W 及开启制动控制逻辑；其中，所述指令包括司控器级位N和状态量； 步骤B ;依据所述司控器级位N、机车速度V W及限流、准恒制动力特性关系式和限制关 系式，分别得到特性电流Ii和限制电流12,其中：
其中，所述级位N为1至10中的任意一个正实数，所述vw为特性速度； 步骤C ;取所述特性电流Ii和所述限制电流12中的最小值作为目标制动电流IZ; 步骤D ;将所述目标制动电流Iz作为电力机车制动闭环控制系统的输入，控制制动电 流Im对所述目标制动电流I Z的电流进行跟随。
2. 如权利要求1所述的电力机车制动控制方法，其特征在于，步骤D中所述控制制动电 流Im对所述目标制动电流I Z的电流进行跟随过程包括： 当V > Vw时，所述制动控制逻辑控制励磁电路中励磁桥的励磁电流I f，进而控制电枢 电路中电动机的发电电压E，最终间接地控制所述制动电流Im，直至所述制动电流Im等于所 述目标制动电流Iz。
3. 如权利要求2所述的电力机车制动控制方法，其特征在于，所述制动电流
其中，E ;电动机电势也即所述发电电压，单位；V ; C。;电动机电势常数； E Rz;电动机制动回路电阻； 4 :电动机磁通，与所述励磁电流If有关； Hd:电动机转速。
4. 如权利要求1所述的电力机车制动控制方法，其特征在于，步骤D中所述控制制动电 流Im对所述目标制动电流IZ的电流进行跟随过程包括： 当V《Vw时，所述制动控制逻辑控制所述励磁电路中励磁桥的励磁电流I f达到最大目 标励磁电流，并开通所述电枢电路中加馈桥，进而控制制动电流Im，直至所述制动电流Im等 于所述目标制动电流Iz。
5. 如权利要求4所述的电力机车制动控制方法，其特征在于， 所述制动电流
其中，所述Ud为所述加馈桥两端的输出电压。
6. 如权利要求4所述的电力机车制动控制方法，其特征在于，所述最大目标励磁电流 为 930A。
7. 如权利要求1所述的电力机车制动控制方法，其特征在于，所述特性速度V W具体为：
8. -种电力机车制动控制系统，其特征在于，包括： 逻辑确定模块，用于接收人为给定的指令W及传感器反馈的机车速度V，确定机车处于 制动状态W及开启制动控制逻辑；其中，所述指令包括司控器级位N和状态量； 目标电流计算模块，用于依据所述司控器级位N、机车速度V W及限流、准恒制动力特 性关系式和限制关系式，分别得到特性电流Ii和限制电流12,其中：
其中，所述级位N为1至10中的任意一个正实数，所述vw为特性速度； 目标制动电流确定模块，用于取所述特性电流Ii和所述限制电流12中的最小值作为目 标制动电流Iz; 制动控制逻辑模块，用于将所述目标制动电流Iz作为电力机车制动闭环控制系统的输 入，控制制动电流Im对所述目标制动电流I Z的电流进行跟随。
【专利摘要】本发明公开了一种电力机车制动控制方法,包括接收人为给定的指令以及传感器反馈的机车速度v，确定机车处于制动状态并开启制动控制逻辑；指令包括司控器级位N和状态量；依据司控器级位N、机车速度v以及限流、准恒制动力特性关系式和限制关系式，分别得到特性电流I1和限制电流I2，取特性电流I1和限制电流I2中的最小值作为目标制动电流IZ；将目标制动电流IZ作为电力机车制动闭环控制系统的输入，控制制动电流Im对目标制动电流IZ的电流进行跟随，本发明还公开了一种电力机车制动控制系统，本发明使得电力机车在周期性机车速度突变工况下，制动发电电压、制动电流变化更趋平缓，有效消除了电气冲击对电动机的影响，同时也优化了换向性能、改善了换向器工作环境。
【IPC分类】B60L7-22
【公开号】CN104590038
【申请号】CN201410834183
【发明人】陈灿, 郭建, 姚晓东, 蔡杰, 刘灿, 李鹏, 李状, 欧阳天添, 李龙标
【申请人】株洲南车时代电气股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月29日