一种双动力源机车及其动力控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道交通车辆技术领域，特别涉及一种双动力源机车的动力控制系统。本发明还涉及一种包括上述动力控制系统的双动力源机车。
【背景技术】
[0002]随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。作为机械工业支柱的车辆产业也得到大力发展，并且机车作为其中特殊的一环也已取得颇多研究成果。
[0003]机车从蒸汽机车发展至今已有两个世纪，其中变革最明显的就是其动力。目前比较常见的机车的动力为电力机车或者内燃机车，分别如图1和图2所示。电力机车的电源从电网输入，控制系统包括司机控制手柄、(XU(Center Control Unit，中央控制单元)、TCU(Tract1n control unit，牵引控制单元)和牵引逆变器、辅助逆变器等。通过司机控制手柄控制TCU要加载的负载。内燃机车的控制系统包括司机控制手柄、柴电控制系统、TCU、柴油机、发电机、转速传感器和电压传感器等。通过司机控制手柄使柴电控制系统发出指令，控制柴油机输出相应转速和功率，同时控制TCU使其在相同功率下运行。而为了降低环境污染，同时保证足够的动力，目前已经出现了机车的改进型号，即双动力源机车。如图3所示，双动力源机车取消了传统的内燃机车的控制系统，仅采用传统的电力机车的控制系统完成机车牵引控制。而对柴油机组的控制，采用独立于(XU的ECM(Electronic ControlModule，柴油机电子控制模块)和AVR(Automatic Voltage Regulator，发电机电压控制模块)，按照基本恒定的转速和电压进行控制。
[0004]双动力源的机车，其结合了电力机车的优点和内燃机车的优点，但是，由于双动力源机车的动力控制系统取消了柴电控制模块，当操作司机控制手柄时，柴油机的输出功率并没有首先经过柴电控制模块的调整，其实际输出功率必然和TCU所加载的功率有差距，这将弓I起柴油机转速和发电机电压的波动。之后再由转速传感器和电压传感器将波动值反馈到ECM和AVR，从而调整柴油机喷油量和发电机励磁装置，使二者的输出与TCU的输出功率相符。
[0005]上述双动力源机车柴油机组工作时的功率输出控制方式实际上属于被动调整，SP负荷变化引起机组输出功率变化，因此当机车的负荷增加过快，司机控制手柄的操作速度过快，短时间内机车功率大幅增加时，柴油机组的输出功率可能无法满足要求，容易导致机组转速大幅下降，甚至熄火保护。
[0006]因此，如何使双动力源机车在负荷变动频繁或剧烈时仍然保持正常运行，避免熄火，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种双动力源机车的动力控制系统，能够在机车负荷变化频繁或剧烈时仍然保持正常运行，避免出现熄灯现象。本发明的另一目的是提供一种包括上述动力控制系统的双动力源机车。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供一种双动力源机车的动力控制系统，包括负荷控制手柄、受控于所述负荷控制手柄并用于控制牵引电机功率的牵引控制器、发动机组、用于检测所述发动机组转速的转速传感器以及根据所述转速传感器的检测数据控制所述发动机组功率的发动机电子控制器，且所述牵引控制器的功率加载速率等于或小于所述发动机电子控制器的功率加载速率。
[0009]优选地，所述发动机组设置有喷油嘴，且所述发动机电子控制器与所述喷油嘴信号连接。
[0010]优选地，所述牵引控制器的功率加载速率为所述发动机电子控制器功率加载速率的 88%?92%。
[0011]优选地，所述牵引控制器的功率加载速率为所述发动机电子控制器功率加载速率的 90%。
[0012]优选地，所述发动机组具体为柴油机组。
[0013]本发明还提供一种双动力源机车，包括动力控制系统和应用其控制动力输出的动力舱，其中，所述动力控制系统为上述任一项所述的动力控制系统。
[0014]优选地，所述双动力源机车具体为内燃机与电力混合动力机车。
[0015]本发明所提供的双动力源机车的动力控制系统，主要包括负荷控制手柄、牵引控制器、发动机组、转速传感器和发动机电子控制器。其中，负荷控制手柄为机车司机操作的手柄，以便根据行车要求随时调整机车的速度(同时也调整了负荷)。牵引控制器内置有牵引控制单元，与负荷控制手柄信号连接并受其控制，主要用于根据负荷控制手柄的负荷变化信号控制牵引电机的输出功率。发动机组为双动力源机车的主要动力，转速传感器用于检测发动机组的转速，然后将检测数据发送给发动机电子控制器。发动机电子控制器接收到转速传感器的检测信号后，将其转化为发动机组的功率，再根据当前发动机组的功率值与负荷控制手柄所设定的功率值之间的差值调节发动机组的转速，使其功率逐渐趋近于预设功率，并且牵引控制器(对牵引电机)的功率加载速率等于或小于发动机电子控制器(对发动机组)的功率加载速率。本发明所提供的双动力源机车的动力控制系统，由于牵引控制器的功率加载速率等于或小于发动机电子控制器的功率加载速率，因此当负荷控制手柄所设定的功率变动时，牵引控制器加载到设定功率所需的时间等于或大于发动机电子控制器加载到设定功率所需的时间，如此，无论负荷控制手柄对设定功率值的变化有多频繁或剧烈，发动机组的输出功率总是能够满足牵引电机的功率需求，完全避免因负荷增加过快而造成发动机组的输出功率“跟不上”的情况，有效防止机车熄火，保证机车的正常运行；并且，本发明很好地抑制了因人为因素所造成的机车负荷瞬间变动幅度过大，造成机组功率输出不足、转速不稳的情况，为机车稳定运行提供了条件。
【附图说明】
[0016]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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为现有技术中的一种电力机车的动力控制系统；
[0018]图2为现有技术中的一种内燃机车的动力控制系统；
[0019]图3为现有技术中的一种双动力源机车的动力控制系统；
[0020]图4为本发明所提供的一种双动力源机车的动力控制系统的结构示意图；
[0021]图5为图4所示的牵引控制器与发动机电子控制器的功率加载示意图。
[0022]其中，图1—图5中:
[0023]负荷控制手柄一 1，牵引控制器一2，发动机组一3，转速传感器一4，发动机电子控制器一5，喷油嘴一6，Lf牵引控制器的功率加载速率曲线，L2—发动机电子控制器的功率加载速率曲线。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明