专利名称：混合动力调车机车再生能量回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合动力调车机车的控制装置，特别是一种混合动力调车机 车的能源回收装置。
背景技术：
混合动力调车机车在制动时，要消耗掉巨大的能量，同时在制动过程中存在巨大 的能量未被回收利用。如图1所述，混合动力调车机车的空气制动包括自动制动和单独制 动，自动制动阀控制均衡风缸压力、均衡风缸通过中继阀控制列车管压力(操作连接在列车 管上的紧急制动阀可引发列车紧急制动)，列车管通过分配阀控制到变向阀的作用管压力； 单独制动阀控制到变向阀的单独作用管压力；变向阀从作用管、单独作用管中选择最高压 力通过作用阀控制制动缸压力。无论是自动制动阀还是单独制动阀，都通过变向阀、作用阀 控制制动缸压力。但是在这种制动的过程中，存在较大的惯性，并没有被利用。目前，国外 的混合动力调车机车，在进行停车制动能量的回收时，由于考虑到动力蓄电池一旦充满或 受最大充电电流限制使制动能力不足，一般采用的是增加电阻制动装置的方法，这种方法 大大地增加了该能源回收装置的成本，不利于该能源回收装置的推广利用。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种结构简单、性能可 靠、制造成本低的混合动力调车机车再生能源回收装置。本实用新型采用的技术方案如下本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置，包括制动阀、均衡风缸、中 继阀、紧急制动阀、分配阀、变向阀、作用阀和制动缸，其中制动阀包括自动制动阀和单独制 动阀，所述自动制动阀与均衡风缸、中继阀依次连接，所述中继阀与紧急制动阀通过列车管 连接到分配阀上，所述分配阀连接到变向阀上，变向阀与作用阀、制动缸依次连接，所述单 独制动阀连接到变向阀上，其特征在于它包括压力传感器、电磁阀和能量回收开关，所述 电磁阀设置于单独制动阀与变向阀之间的单独作用管上，其中单独制动阀与电磁阀之间的 单独作用管上设置有压力传感器，所述电磁阀的两端并联有能量回收开关。在单独制动阀与变向阀之间的单独作用管道上设置电磁阀，电磁阀与单独制动阀 之间的单独作用管上设置压力传感器，电磁阀与能量回收开关并联，所述电磁阀、压力传感 器、能量回收开关均连接到机车微机上，主变流器传动控制单元是主变流器的一部分，机车 微机通过通讯接口实现对主变流器的控制。混合动力调车机车进行停车制动时，牵引电 动机转变为发电机，发出的电能通过主变流器整流为中间直流电压，在动力蓄电池组允许 的情况下完成充电，通过机车微机进行控制，实现机车再生能量回收。当能量回收开关置 于“开”位，驾驶机车者操纵单独制动阀，实施空气制动时，由于电磁阀与单独制动阀之间 的单独作用管上设置有压力传感器，所以当压力传感器检测到单独作用管中的空气压力大 于30kPa时，将该信号传递至机车微机，机车微机判断机车在实施制动，并根据蓄电池剩余容量，判断是否满足再生制动的要求，若剩余容量满足再生制动要求，一方面机车微机控制 电磁阀通电，从而切断单独制动阀与变向阀之间的空气流通，从而切断空气制动；另一方面 由于空气压力传感器检测到的空气压力与机车制动力对应，机车微机就根据空气制动力F2 计算出牵引电机制动电流，给主变流器传动控制单元发出能量回收指令和控制绝缘栅双极 晶体管的通断脉冲占空比，由主变流器传动控制单元开始实施再生制动，并向蓄电池充电， 但此时必须保证蓄电池充电电流小于或等于蓄电池允许的最大充电电流。此时主变流器 传动控制单元根据牵引电机的制动电流，计算出产生的再生制动力Fl传输给机车微机，机 车微机把再生制动力Fl与机车驾驶者希望施加的机车空气制动力F2的理论值比较。当 1. 1F2彡Fl彡0. 9F2时，机车继续进行再生制动，回收能量，直到Fl <0. 9F2或1. 1F2 < Fl 时，机车微机控制电磁阀断电，切断再生制动，开通空气制动管路，进行空气制动。当能量回收开关置于“0”位时，机车微机控制电磁阀断电，切除再生制动，机车不 对机车制动能量进行回收。当司机对机车进行单独制动时，微机检测到此信号后，给主变流 器传动控制单元发出封锁绝缘栅双极晶体管脉冲指令，关断主变流器绝缘栅双极晶体管， 机车进行空气制动。为了保证机车制动的可靠性，当机车微机检测到压力传感器出现故障 时，立即切断再生制动，机车进行正常的空气制动。当电磁阀出现故障时，即机车驾驶者操 纵单独制动阀进行制动，但机车又没有制动力时，机车驾驶者应立即操纵自动制动阀，即操 纵大闸进行制动。本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置，对机车大间控制制动功能不 做任何的改变，以保证机车制动的可靠性。本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收 装置，结构简单、性能可靠、制造成本低，适合推广应用。本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置，它还包括压力开关，所述压 力开关与电磁阀并联，且压力开关设置于作用阀与制动缸之间的制动管上。机车驾驶者操纵自动制动阀即大闸时，作用阀与制动缸之间的制动管压力上升， 当机车微机监测到压力大于150kPa时，机车微机控制该制动管上的压力开关断开，同时微 机切除再生制动，对机车实施空气制动。可防止由于司机的误操作使再生制动和空气制动 同时作用，造成制动力过大，机车滑行，同时更加保护了该混合动力调车机车再生能量回收 装置的安全性，避免了因蓄电池充满了或受最大充电电流限制使动能力不足的情况。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是1. 本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置，在进行停车制动时，牵 引电动机转变为发电机，对动力蓄电池进行充电，实现机车再生能量回收。2.本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置，结构简单、性能可靠、制 造成本低，适合推广应用。
图1是现有的混合动力调车机车的制动装置工作流程框图；图2是本实用新型的混合动力调车机车的再生能源回收装置的工作流程框图；图3是本实用新型的混合动力调车机车的再生能源回收装置的电路图。图中标记K1-能量回收开关、K2-压力开关、P-压力传感器、S-电磁阀。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图2、图3所示，本实用新型的混合动力调车机车的再生能源回收装置，包括制 动阀、均衡风缸、中继阀、紧急制动阀、分配阀、变向阀、作用阀和制动缸，其中制动阀包括自 动制动阀和单独制动阀，所述自动制动阀与均衡风缸、中继阀依次连接，所述中继阀与紧急 制动阀通过列车管连接到分配阀上，所述分配阀连接到变向阀上，变向阀与作用阀、制动缸 依次连接，其中单独制动阀连接到变向阀上，它包括压力传感器P、电磁阀S和能量回收开 关K1，所述电磁阀S设置于单独制动阀与变向阀之间的单独作用管上，其中单独制动阀与 电磁阀S之间的单独作用管上设置有压力传感器P，所述电磁阀S的两端并联有能量回收开 关Kl。它还包括压力开关K2，所述压力开关K2与电磁阀S并联，且压力开关K2设置于作 用阀与制动缸之间的制动管上。如图3所述的本实用新型的电路图，机车微机的主变流器传动控制单元采用的型 号为LCS32，压力传感器的端口 P-I与主变流器传动控制单元上的A32连接，压力传感器的 端口 P-2与主变流器传动控制单元上的A30连接，P-3接地。电磁阀S的一端连接到主变 流器传动控制单元上的C16处，能量回收开关Kl的一端连接到主变流器传动控制单元上的 B50处，另一端与电磁阀S的另一端连接，使得能量控制开关Kl与电磁阀S并联，压力开 关K2的一端连接到主变流器传动控制单元的B52处，另一端与电磁阀S的另一端连接，使 得压力开关K2与电磁阀S并联。主变流器传动控制单元是主变流器的一部分，且与机车微 机通过通讯接口连接，机车微机采集能量回收开关K1、压力开关K2、压力传感器P的信号， 从而控制电磁阀S以及主变流器传动控制单元，得以实现再生能源的回收。当能量回收开关Kl置于“K1-1”或“K1-2”位，即能量回收开关Kl置于“开”位，驾 驶机车者操纵小闸，实施空气制动时，由于电磁阀S与单独制动阀之间的单独作用管上设 置有压力传感器，所以当压力传感器P检测到单独作用管中的空气压力大于301ja时，将该 信号传递至机车微机，机车微机判断机车在实施制动，并根据蓄电池剩余容量，判断是否满 足再生制动的要求，若剩余容量满足再生制动要求，一方面机车微机控制电磁阀S通电，从 而切断制动阀与变向阀之间的空气流通，从而切断空气制动；另一方面由于空气压力传感 器P检测到的空气压力与机车制动力对应，机车微机就根据空气制动力F2计算出牵引电机 制动电流，给主变流器传动控制单元发出能量回收指令和控制绝缘栅双极晶体管的通断脉 冲占空比，由主变流器传动控制单元开始实施再生制动，并向蓄电池充电，但此时必须保证 蓄电池充电电流小于或等于蓄电池允许的最大充电电流。此时主变流器传动控制单元根据 牵引电机的制动电流，计算出产生的再生制动力Fl传输给机车微机，机车微机把再生制动 力Fl与机车驾驶者希望施加的机车空气制动力F2的理论值比较。当1. 1F2 ^Fl ^ 0. 9F2 时，机车继续进行再生制动，回收能量，直到Fl < 0. 9F2或1. 1F2 < Fl时，机车微机控制电 磁阀S断电，切断再生制动，开通空气单独作用管路，进行空气制动。当能量回收开关Kl置于“K1-0”位时，即能量开关Kl置于“0”位时，机车微机控 制电磁阀S断电，切除再生制动，机车不对机车制动能量进行回收。当司机对机车进行小闸制动时，微机检测到此信号后，给主变流器传动控制单元发出封锁绝缘栅双极晶体管脉冲 指令，关断主变流器绝缘栅双极晶体管，机车进行空气制动。为了保证机车制动的可靠性， 当机车微机检测到压力传感器P出现故障时，立即切断再生制动，机车只进行空气制动。当 电磁阀S出现故障时，即机车驾驶者操纵单独制动阀进行制动，但机车又没有制动力时，机 车驾驶者应立即操纵自动制动阀，即操纵大闸进行制动。机车驾驶者操纵自动制动阀即大闸时，作用阀与制动缸之间的制动管压力上升， 当机车微机监测到压力大于150kPa时，机车微机控制该制动管上的压力开关K2断开，同时 微机切除再生制动，对机车实施空气制动。可防止由于司机的误操作使再生制动和空气制 动同时作用，造成制动力过大，机车滑行，同时更加保护了该混合动力调车机车再生能量回 收装置的安全性，避免了因蓄电池充满了或受最大充电电流限制使动能力不足的情况。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.混合动力调车机车再生能量回收装置，包括制动阀、均衡风缸、中继阀、紧急制动阀、 分配阀、变向阀、作用阀和制动缸，其中制动阀包括自动制动阀和单独制动阀，所述自动制 动阀与均衡风缸、中继阀依次连接，所述中继阀与紧急制动阀通过列车管连接到分配阀上， 所述分配阀连接到变向阀上，变向阀与作用阀、制动缸依次连接，所述单独制动阀连接到变 向阀上，其特征在于它包括压力传感器(P)、电磁阀(S)和能量回收开关(K1)，所述电磁阀 (S)设置于单独制动阀与变向阀之间的单独作用管上，其中单独制动阀与电磁阀(S)之间的 单独作用管上设置有压力传感器(P)，所述电磁阀(S)的两端并联有能量回收开关(K1)。
2.如权利要求1混合动力调车机车再生能量回收装置，其特征在于它还包括压力开 关(K2)，所述压力开关(K2)与电磁阀(S)并联，且压力开关(K2)设置于作用阀与制动缸之 间的制动管上。
专利摘要本实用新型公开了一种混合动力调车机车再生能量回收装置，属于混合动力调车机车的控制装置领域。本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置,自动制动阀与均衡风缸、中继阀依次连接，所述中继阀与紧急制动阀通过列车管连接到分配阀上，所述分配阀连接到变向阀上，变向阀与作用阀、制动缸依次连接，所述单独制动阀连接到变向阀上，电磁阀设置于单独制动阀与变向阀之间的单独作用管上，其中单独制动阀与电磁阀之间的单独作用管上设置有压力传感器，所述电磁阀的两端并联有能量回收开关。本实用新型的混合动力调车机车再生能量回收装置，结构简单、性能可靠、制造成本低，适合推广应用。
文档编号B60T13/66GK201842083SQ20102057782
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者付国琼, 刘顺国, 孟玉发, 张斌, 彭长福, 王选民 申请人:南车资阳机车有限公司