列车功率转移控制系统和方法与流程

本发明涉及列车功率控制，尤其涉及一种列车功率转移控制系统和方法。

背景技术：

1、内燃机车是一种以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮转动的机车，其中，装有电力传动装置的内燃机车称为电力传动内燃机车。在电力传动内燃机车中，发动机(通常为柴油机)带动发电机运行发电，进而通过牵引电机驱动机车车轮。

2、在相关技术中，对于内燃动车组，在同一牵引档位下，对于两个头车内的发动机的转速和变流器的输出功率控制均相同，即保持两个头车内的发动机的输出功率相同，以及保持两个头车的所有牵引电机的牵引功率相同，导致两个头车内的发动机功率以及牵引电机的功率不可灵活调节。在内燃动车组的运行过程中，发动机运行会产生噪音，由于现有的内燃动车组对于两个头车内的发动机的转速和变流器的输出功率控制均相同，使得靠近内燃动车组的两个头车的车厢噪音都比较大，且噪音的影响范围广，影响乘客的乘车体验。

技术实现思路

1、本发明提供一种列车功率转移控制系统和方法，用以解决现有技术中内燃动车组两个头车内的发动机功率以及牵引电机的功率不可灵活调节，使得靠近内燃动车组的两个头车的车厢噪音都比较大，且噪音的影响范围广，影响乘客的乘车体验的缺陷，实现对动车发动机功率的灵活转移，自动转移噪声源的影响，提高乘客乘车的舒适度。

2、本发明提供一种列车功率转移控制系统，包括：档位控制单元、列车控制单元、通讯模块、发电模块和牵引模块；

3、所述档位控制单元用于输出牵引档位信号；

4、所述列车控制单元用于获取所述牵引档位信号，根据所述牵引档位信号下列车的总需求功率，确定第一档位信号、第一需求功率、第二需求功率和第二档位信号，通过所述通讯模块将所述第一档位信号发送至所述列车的第一头车中的发电模块，以及将第二档位信号发送至所述列车的第二头车中的发电模块；根据所述第一档位信号确定第一牵引功率，并根据所述列车当前所需的总牵引功率确定第二牵引功率，通过所述通讯模块将所述第一牵引功率发送至所述第一头车中的所述牵引模块，以及将所述第二牵引功率发送至所述第二头车中的所述牵引模块；所述第一档位信号为所述第一需求功率对应的所述发电模块的档位的信号，所述第二档位信号为所述第二需求功率对应的所述发电模块的档位的信号；

5、所述第一头车和所述第二头车中的所述发电模块分别用于根据获取到的所述第一档位信号和所述第二档位信号，控制各自的转速，为各自对应的所述牵引模块供电；

6、所述第一头车和所述第二头车中的所述牵引模块分别用于根据获取到的所述第一牵引功率和所述第二牵引功率，控制各自的牵引功率。

7、根据本发明提供一种的列车功率转移控制系统，所述列车控制单元包括第一子单元、第二子单元、第三子单元和第四子单元；

8、所述第一子单元用于根据预设的对照规则，确定所述总需求功率对应的所述第一档位信号，并将所述第一档位信号对应的档位下所述发电模块的最大功率确定为第一需求功率；

9、所述第二子单元用于计算所述第二需求功率，并根据预设的对照规则确定第二需求功率对应的档位，所述第二需求功率为所述总需求功率与第一需求功率之差，所述第二需求功率≤所述第一需求功率；

10、所述第三子单元用于确定所述第一牵引功率，所述第一牵引功率为所述第一头车中的所述发电模块在所述第一档位信号下，所述第一头车中的所述牵引模块能够获得的最大功率；

11、所述第四子单元用于确定所述第二牵引功率，所述第二牵引功率为所述总牵引功率与所述第一牵引功率之差。

12、根据本发明提供的一种列车功率转移控制系统，所述发电模块包括发动机控制器、发动机、发电机和全波整流器；

13、所述发动机控制器用于获取所述第一档位信号或者所述第二档位信号；根据所述第一档位信号或者所述第二档位信号，控制所述发动机的转速；

14、所述发动机用于驱动所述发电机；

15、所述发电机在所述发动机的驱动下输出高压三相交流电，并经过全波整流器整流后为所述牵引模块供电。

16、根据本发明提供的一种列车功率转移控制系统，所述牵引模块包括变流器控制单元、牵引变流器和牵引电机；

17、所述变流器控制单元用于获取所述第一牵引功率或者所述第二牵引功率，并根据所述第一牵引功率或者所述第二牵引功率控制所述牵引变流器的所述牵引功率；

18、所述牵引变流器基于所述牵引功率控制所述牵引电机的运行状态。

19、根据本发明提供的一种列车功率转移控制系统，所述列车控制单元还用于通过硬线信号向所述发动机控制器发送所述第一档位信号或者所述第二档位信号，以及用于通过硬线信号向所述变流器控制单元所述第一牵引功率或者所述第二牵引功率。

20、本发明还提供一种列车功率转移控制方法，应用于上述的列车功率转移控制系统中的列车控制单元，包括：

21、获取牵引档位信号，所述牵引档位信号是由档位控制单元输出的；

22、根据牵引档位信号下列车的总需求功率，确定第一档位信号、第一需求功率、第二需求功率和第二档位信号；所述第一档位信号为所述第一需求功率对应的所述发电模块的档位的信号，所述第二档位信号为所述第二需求功率对应的所述发电模块的档位的信号；

23、将所述第一档位信号发送至所述列车的第一头车中的发电模块，以及将第二档位信号发送至所述列车的第二头车中的发电模块，以使所述第一头车和所述第二头车中的所述发电模块分别根据获取到的所述第一档位信号和所述第二档位信号，控制各自的转速，为各自对应的所述牵引模块供电；所述第二档位信号为所述第二需求功率对应的所述发电模块的档位的信号；

24、根据所述第一档位信号确定第一牵引功率，并根据所述列车当前所需的总牵引功率，确定第二牵引功率；

25、将所述第一牵引功率发送至所述第一头车中的所述牵引模块，以及将所述第二牵引功率发送至所述第二头车中的所述牵引模块，以使所述第一头车和所述第二头车中的所述牵引模块分别根据获取到的所述第一牵引功率和所述第二牵引功率，控制各自的牵引功率。

26、根据本发明提供的一种列车功率转移控制方法，

27、根据牵引档位信号下列车的总需求功率，确定第一档位信号、第一需求功率、第二需求功率和第二档位信号，具体包括：

28、根据预设的对照规则，确定所述总需求功率对应的所述第一档位信号，并将所述第一档位信号对应的档位下所述发电模块的最大功率确定为第一需求功率；

29、计算所述第二需求功率，并根据预设的对照规则确定第二需求功率对应的档位，所述第二需求功率为所述总需求功率与第一需求功率的之差，所述第二需求功率≤所述第一需求功率。

30、根据本发明提供的一种列车功率转移控制方法，所述总牵引功率为牵引性能曲线中的所述列车的速度与对应的牵引力的乘积；

31、所述总需求功率为所述总牵引功率对应的所述发电模块的功率与所述列车的其他系统所需的所述发电模块的功率之和。

32、根据本发明提供的一种列车功率转移控制方法，

33、根据所述第一档位信号确定第一牵引功率，并根据所述列车当前所需的总牵引功率，确定第二牵引功率，具体包括：

34、所述第一牵引功率为所述第一头车中的所述发电模块在所述第一档位信号下，所述第一头车中的所述牵引模块能够获得的最大功率；

35、所述第二牵引功率为所述总牵引功率与所述第一牵引功率之差。

36、根据本发明提供的一种列车功率转移控制方法，在将所述第一档位信号发送至所述列车的第一头车中的发电模块，以及将第二档位信号发送至所述列车的第二头车中的发电模块之前，和在将所述第一牵引功率发送至所述第一头车中的所述牵引模块，以及将所述第二牵引功率发送至所述第二头车中的所述牵引模块之前，还包括：

37、通过列车控制单元设定所述列车的所述第一头车和所述第二头车。

38、本发明提供的列车功率转移控制系统和方法，通过档位控制单元输出牵引档位信号，列车控制单元根据牵引档位信号下列车的总需求功率，确定第一档位信号、第一需求功率、第二需求功率和第二档位信号，将第一档位信号发送至所述列车的第一头车中的发电模块，以及将第二档位信号发送至所述列车的第二头车中的发电模块，发电模块根据获取到的第一档位信号或者第二档位信号，控制发电模块的转速，为牵引模块供电，实现了对发动机功率的灵活转移，自动转移噪声源的影响，提高了乘客的乘坐舒适度；根据第一档位信号确定第一牵引功率，并根据列车当前所需的总牵引功率，确定第二牵引功率，将第一牵引功率发送至第一头车中的牵引模块，以及将第二牵引功率发送至第二头车中的牵引模块，牵引模块根据获取到的第一牵引功率或者第二牵引功率控制牵引功率，保证列车所需的牵引性能得到满足。