一种交流传动机车自适应防溜车控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种交流传动机车自适应防溜车控制方法。

背景技术

随着铁路运输的快速发展，机车安全问题受到越来越多的关注。当铁路坡道或机车牵引吨数较大时，极易出现由于机车施加牵引力不足而导致溜车的情况；当雨雪天气等原因会导致铁轨湿滑，车轮与轨面的黏着系数降低，机车也会因为空转而出现溜车风险；同时司机在机车起停过程中操作失误或未及时关注机车状态也会导致溜车情况的出现，这些情况可能导致严重的安全事故。因此，研究一种有效的机车防溜控制算法具有重要的现实意义。

专利申请号为202022097312.2的实用新型专利提供了一种电传动轨道工程车防溜自动制动系统，该方案采用机车进入停车状态后，微机开始判定机车是否溜车。机车轮对处的滑动检测元件将采集到的轮对滑动信号反馈给微机，微机收到滑动信号后，向变频器输出制动信号，变频器收到微机的制动信号后向电机输出制动力信号，电机按照制动力信号要求，增加制动力以达到防溜车的目的。

这种方式只通过加装的滑动检测元件检测到轮对发生滑动来判定机车溜车，未结合电机转速等多维度机车数据对溜车状态及溜车等级进行判断，无法准确判定机车发生溜车，同时在溜车状态下，只通过电机提高制动力无法有效抑制机车溜车。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种交流传动机车自适应防溜车控制方法，以解决现有的防流程装置无法有效抑制机车溜车的问题。

一种交流传动机车自适应防溜车控制方法包括以下步骤：

S1，获取牵引电机的平均转速；其中，牵引电机用于对机车加速时的平均转速用正数表示，牵引电机用于对机车反向制动时的平均转速用负数表示；

S2，获取机车是否有牵引手柄信息；

若牵引电机平均转速<0，且机车有牵引手柄，则触发溜车控制算法，将溜车的层度分为不同等级，并在不同等级内采取牵引制动、电制动和空气制动措施，实现对机车溜车的实时抑制；

若牵引电机平均转速<0，且机车无牵引手柄，则触发溜车控制算法，根据牵引电机平均转速阈值和机车的加速度阈值，直接施加空气制动措施。

进一步地，步骤S2将溜车的层度分为不同等级，并在不同等级内采取牵引制动、电制动和空气制动措施包括：

设定牵引电机平均转速K、后滑状态的牵引电机平均转速阈值X0、模式转换状态的牵引电机平均转速阈值X1、反向制动状态的牵引电机平均转速阈值X2，且X2

若X0

若X1

若X2

若K

进一步地，当X0

进一步地，当X1

进一步地，当X1

进一步地，当K

进一步地，当K

进一步地，步骤S2中，施加空气制动措施后，司机显示屏界面反馈机车各项数据信息，并显示“机车溜车-施加空气制动”的报警信息。

进一步地，一种交流传动机车自适应防溜车控制方法，还包括：

a，触发溜车控制算法；

b，获取机车重联状态，若机车处于重联状态则确定重联编组的主控机车；

c，确定重联编组中溜车趋势最大的机车；

d，主控机车以溜车趋势最大机车的数据信息作为控制依据，对整列机车进行溜车等级判定，并根据判定结果调用机车防溜控制算法；

e，当调用机车防溜控制算法对整列机车进行防溜抑制后，若重联编组内所有机车的牵引电机转速和机车加速度均为零，主控机车判定整列机车已无溜车趋势，退出机车防溜控制算法。

进一步地，步骤d中调用的防溜控制算法与步骤S2中将溜车的层度分为不同等级，并在不同等级内采取牵引制动、电制动和空气制动措施相同。

本发明的有益效果为：本发明方案在不改变既有机车硬件结构的基础上，微机控制系统通过实时收集机车运行状态信息对机车溜车风险进行预判，根据预判结果，将溜车分为不同等级，在不同的溜车等级模式下实时自适应的控制牵引制动、电制动、空气制动等制动措施，有效防止或抑制机车溜车，最大程度上提高机车运行的可靠性，降低铁路运输的安全风险。

附图说明

图1示出了既有机车牵引系统拓扑图；

图2示出了本发明提供的一种交流传动机车自适应防溜车控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明提供的一种交流传动机车自适应防溜车控制方法中多机车重联防溜控制流程图。

具体实施方式

应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。

本发明实施例提供一种交流传动机车自适应防溜车控制方法，基于机车既有电气拓扑的基础上实现，图1为既有机车牵引系统拓扑图，从图中可以看出牵引系统主要包括主发电机、整流装置、中间直流环节、牵引逆变器、电阻制动装置和牵引电机。微机判断机车满足进入牵引条件时，微机给牵引变流器发送牵引指令与牵引力请求，此时牵引变流器驱动牵引电机为机车提供牵引力。微机识别机车满足电制动条件时，微机给牵引变流器发送电制动指令与电制力请求，牵引电机进入制动工况，反馈的能量到中间直流环节，一部分为辅助系统提供供电，剩余部分消耗到电阻制动装置上，如电阻制动带。基于此，如图2所示，本发明实施例提供一种交流传动机车自适应防溜车控制方法包括以下步骤：

S1，获取牵引电机的平均转速；其中，牵引电机用于对机车加速时的平均转速用正数表示，牵引电机用于对机车反向制动时的平均转速用负数表示；具体地，微机根据传感器采集的牵引电机转速计算分析得到机车的牵引电机平均转速，并用于机车的溜车风险判断。牵引系统中还具有故障检测模块，当传感器异常时，能够自动检测并报警，保证系统可靠性。

S2，获取机车是否有牵引手柄信息；

若牵引电机平均转速>0，机车未发生溜车，不触发机车防溜控制算法。若牵引电机平均转速<0，且机车有牵引手柄，则触发溜车控制算法，将溜车的层度分为不同等级，并在不同等级内采取预设牵引制动、电制动和空气制动措施，实现对机车溜车的实时抑制；

若牵引电机平均转速<0，且机车无牵引手柄，则触发溜车控制算法，根据牵引电机平均转速阈值和机车的加速度阈值，直接施加空气制动措施。由于机车无牵引手柄时，牵引变流器无法提供牵引力和电制动力输出，因此溜车抑制控制措施上也不需要提前导通电阻制动装置。

本发明方案在不改变既有机车硬件结构的基础上，微机控制系统通过实时收集机车运行状态信息对机车溜车风险进行预判，根据预测结果，将溜车分为不同等级，在不同的溜车等级模式下实时自适应的控制牵引制动、电制动、空气制动等制动措施，实现整列协同控制，有效防止或抑制机车溜车，最大程度上提高机车运行的可靠性，降低铁路运输的安全风险。

在本实施例中，步骤S2将溜车的层度分为不同等级，并在不同等级内采取预设制动措施和空气制动措施包括：

设定牵引电机平均转速K、后滑状态的牵引电机平均转速阈值X0、模式转换状态的牵引电机平均转速阈值X1、反向制动状态的牵引电机平均转速阈值X2，且X2

若X0

若X1

若X2

若K

在本实施例中，当X0

在本实施例中，当X1X0，则机车重新进入正常牵引状态。

在本实施例中，当X1

在本实施例中，当K

在本实施例中，当K

在本实施例中，步骤S2中，施加空气制动措施后，司机显示屏界面反馈机车各项数据信息，并显示“机车溜车-施加空气制动”的报警信息。方便驾驶员了解机车运行状态。本方案实施例通过与其他智能交通系统的联动，实现对机车溜车事故的全链路预警和处置，降低铁路运输的安全风险。

当多机车重联并触发机车防溜控制算法时，与机车单机状态的溜车判定区别为由主控机车对多机车进行集中监控和管理，并根据重联编组内溜车趋势最大机车的多方面、多维度机车数据，由主控机车对整列机车进行数据采集分析及自适应的集中控制，多机车重联防溜控制流程图如图3所示。

在本实施例中，交流传动机车自适应防溜车控制方法还包括：

a，触发溜车控制算法；

b，获取机车重联状态，若机车处于重联状态则确定重联编组的主控机车；

c，确定重联编组中溜车趋势最大的机车；

d，主控机车以溜车趋势最大机车的数据信息作为控制依据，对整列机车进行溜车等级判定，并根据判定结果调用机车防溜控制算法；

e，当调用机车防溜控制算法对整列机车进行防溜抑制后，若重联编组内所有机车的牵引电机转速和机车加速度均为零，主控机车判定整列机车已无溜车趋势，退出机车防溜控制算法。

重联方式对多个机车进行监控和管理，由主控机车进行集中调度控制，实现整个编组机车的防溜车控制。

在本实施例中，步骤d中调用的机车防溜控制算法与步骤S2中的将溜车的层度分为不同等级，并在不同等级内采取预设制动措施和空气制动措施相同，故不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。