CN104354704A - 一种机车运行模式的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机车运行模式的控制方法和系统，方法包括检测外界环境温度值，判断外界环境温度值是否大于第一预设阈值，当外界环境温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。因此，本发明可以实时检测隧道外界环境的温度值，并当隧道外界环境温度过高时，控制机车启动并切换到隧道模式，避免了外界高温气体进入机车内部，由此避免了机车元件，如机车牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等工作于温度过高的环境中而无法正常工作，甚至烧损的问题的发生。

Description

一种机车运行模式的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及铁路交通控制技术领域，更具体的说，涉及一种机车运行模式的控制方法和系统。

背景技术

在铁路运输过程中，机车会遇到各种环境，如运行在长大下坡隧道中。同时机车还可以包括多种运行模式，如安全运行模式、制动模式等。

现有技术中电力机车基本运行在交流供电区间，当机车运行在制动模式时，机车中的能量回馈系统会将生成的大约5％-95％的电能反馈回机车电网侧，以实现能量的回收再利用，同时，其会将多余的电能通过制动电阻来消耗掉。

那么，如果机车采用制动模式长时间以电阻制动的方式运行在长大下坡隧道中时，机车制动产生的电能通过制动电阻进行消耗的方式会产生大量热能，使得隧道温度升高。因此机车可能因隧道中的高温气体进入机车内部，导致机车元件，如机车牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等工作于温度过高的环境中而无法正常工作，甚至烧损的问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种机车运行模式的控制方法和系统，以解决现有技术中当机车长时间以电阻制动的方式运行在长大下坡隧道中时产生大量热能，使得隧道温度升高，导致隧道中的高温气体进入机车内部，致使机车元件，如机车牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等工作于温度过高的环境中而无法正常工作，甚至烧损的问题。技术方案如下：

基于本发明的一方面，本发明提供一种机车运行模式的控制方法，包括：

检测外界环境温度值；

判断所述外界环境温度值是否大于第一预设阈值；

当所述外界环境温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

较优的，所述检测外界环境温度值具体为，检测机车中冷却塔进风口处的温度值。

较优的，还包括：

检测给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或给机车中的牵引变压器降温的油的温度值；

当所述水的温度值和/或油的温度值大于第二预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

较优的，所述控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置具体包括：

控制机车中变压变频VVVF辅助逆变器降频至设定频率；

依次顺序断开机车中的第一牵引风机接触器开关、第二牵引风机接触器开关、第一冷却塔风机触器开关和第二冷却塔风机触器开关；

控制机械间风机接触器开关延时第一设定时间后断开；

控制第一制动电阻风机接触器开关闭合，以投入第一制动电阻风机接触器；

控制第二制动电阻风机接触器延时第二设定时间后闭合，以投入第二制动电阻风机接触器。

6、较优的，所述判断所述外界环境温度值是否大于第一预设阈值后，所述方法还包括：

进一步判断所述机车当前是否处于隧道模式；

当所述外界环境温度值大于第一预设阈值，且所述机车当前未处于隧道模式时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置；

当所述外界环境温度值大于第一预设阈值，且所述机车当前处于隧道模式时，控制机车以隧道模式继续运行；

当所述外界环境温度值不大于第一预设阈值，且所述机车当前未处于隧道模式时，控制所述机车以当前运行模式继续运行；

当所述外界环境温度值不大于第一预设阈值，且所述机车当前处于隧道模式时，控制机车退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置。

较优的，还包括：

当所述机车启动隧道模式后，且在预设时间内无法检测到外界环境温度值时，控制机车在预设条件后退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置。

较优的，所述退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置具体包括：

控制机车中VVVF辅助逆变器降频至设定频率；

断开机车中第一制动电阻风机接触器开关；

控制第二制动电阻风机接触器开关延时第三设定时间后断开；

依次顺序闭合第一牵引风机接触器开关、第二牵引风机接触器开关、第一冷却塔风机触器开关和第二冷却塔风机触器开关；

控制机械间风机接触器开关延时第四设定时间后闭合。

较优的，还包括：

判断所述外界环境温度值是否大于第二预设阈值；

当所述外界环境温度值大于第二预设阈值时，控制机车中的新风风机停止工作，以停止空调系统向司机室内吹风。

基于本发明的另一方面，本发明还提供一种机车系统，至少包括冷却塔和牵引控制单元TCU，还包括：

设置在所述冷却塔的进风口处的至少两个冷却塔进风口温度传感器，用于检测所述冷却塔的进风口处的环境温度值；其中，所述至少两个冷却塔进风口温度传感器互为冗余设置；

其中，所述TCU具体用于，接收所述至少两个冷却塔进风口温度传感器发送的冷却塔进风口处的温度值，判断所述冷却塔进风口处的温度值是否大于第一预设阈值；

当所述冷却塔进风口处的温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

较优的，还包括：

水温传感器，用于检测给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或油温传感器，用于检测给机车中的牵引变压器降温的油的温度值；

此时所述TCU具体用于，当所述水温传感器检测到的水的温度值和/或所述油温传感器检测到的油的温度值大于第二预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

较优的，还包括：

设置在所述机车的底架中间靠车辆侧边的位置处的至少一个环境温度传感器，用于检测外界环境温度值。

应用本发明的上述技术方案，本发明提供的机车运行模式的控制方法包括检测外界环境温度值，判断外界环境温度值是否大于第一预设阈值，当外界环境温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。因此，本发明可以实时检测隧道外界环境的温度值，并当隧道外界环境温度过高时，控制机车启动并切换到隧道模式，避免了外界高温气体进入机车内部，由此避免了机车元件，如机车牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等工作于温度过高的环境中而无法正常工作，甚至烧损的问题的发生。

附图说明

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。

图1为本发明提供的一种机车运行模式的控制方法的一种流程图；

图2为本发明提供的一种机车运行模式的控制方法的另一种流程图；

图3为本发明提供的一种机车运行模式的控制方法的再一种流程图；

图4为本发明提供的一种机车运行模式的控制方法的再一种流程图；

图5为本发明提供的一种机车系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，当机车以电阻制动模式长时间运行在长大下坡隧道中时，会使得隧道环境温度升高，因此外界隧道的高温气体进入机车内部，会使得机车元件，如机车牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等工作于温度过高的环境中而无法正常工作，甚至烧损。基于此，本发明提供一种机车运行模式的控制方法和系统，当检测到外界温度较高时，控制机车启动并切换到隧道模式，避免外界高温气体进入机车内部。具体技术方案如下：

实施例一

请参阅图1，其示出了本发明提供的一种机车运行模式的控制方法的一种流程图，包括：

步骤101，检测外界环境温度值。

在本实施例中，检测外界环境温度值可以具体为检测机车中冷却塔进风口处的温度值。具体地，可以在冷却塔进风口处设置至少一个冷却塔进风口温度传感器，以实时检测冷却塔进风口处的温度值。较优的，考虑到冗余和节约成本的问题，可以在冷却塔进风口处设置两个冷却塔进风口温度传感器，该两个冷却塔进风口温度传感器冗余设置。

在实际应用过程中，机车至少包括冷却塔、牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等。冷却塔设置于牵引变流器旁边，且同时位于牵引变压器的上面。冷却塔里包括两条降温回路，其中一路通过油循环给牵引变压器降温，另一路通过水循环给牵引变流器降温，冷却塔的进风口即是用于吸入外界的冷空气给冷却塔里过热的油及过热的水降温。

步骤102，判断外界环境温度值是否大于第一预设阈值。当外界环境温度值大于第一预设阈值时，执行步骤103，当外界环境温度值不大于第一预设阈值时，返回执行步骤101。

第一预设阈值的大小可以根据实际需要或多次实验经验灵活设置。

当外界环境温度值大于第一预设阈值时，表明外界环境中的气体温度较高，冷却塔进风口处吸入的外界空气无法满足对过热的油和过热的水实现降温，此时执行步骤103控制机车启动隧道模式；当外界环境温度值不大于第一预设阈值时，表明外界环境中的气体温度不高，冷却塔进风口处仍可以通过吸入的外界空气实现对过热的油和过热的水降温，此时返回步骤101，利用冷却塔进风口温度传感器继续实时检测外界环境温度值。

步骤103，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

其中，隧道模式即机车进入隧道后的运行模式，具体的辅助电路的重新配置具体包括：

首先控制机车中VVVF(Variable voltage and variable frequency，变压变频)辅助逆变器降频至设定频率，设定频率如30Hz，然后依次顺序断开机车中的第一牵引风机接触器开关、第二牵引风机接触器开关、第一冷却塔风机触器开关和第二冷却塔风机触器开关，并进一步控制机械间风机接触器开关延时第一设定时间后断开，如第一设定时间为50ms。在上述所有接触器开关均断开后，列车控制管理系统TCMS先投入第一制动电阻风机接触器，即控制第一制动电阻风机接触器开关闭合，进而在第二设定时间，如50ms后投入第二制动电阻风机接触器，即控制第二制动电阻风机接触器延时第二设定时间后闭合。

因此应用本发明的上述技术方案，本发明提供的机车运行模式的控制方法包括检测外界环境温度值，判断外界环境温度值是否大于第一预设阈值，当外界环境温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。因此，本发明可以实时检测隧道外界环境的温度值，并当隧道外界环境温度过高时，控制机车启动并切换到隧道模式，避免了外界高温气体进入机车内部，由此避免了机车元件，如机车牵引变流器、牵引变压器、牵引电机等工作于温度过高的环境中而无法正常工作，甚至烧损的问题的发生。

实施例二

在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种机车运行模式的控制方法的另一种流程图，如图2所示，包括：

步骤201，检测给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或给机车中的牵引变压器降温的油的温度值。

在实际应用过程中，用于检测外界环境温度值的温度传感器或具体用于检测机车中冷却塔进风口处的温度值的冷却塔进风口温度传感器故障时，本发明还可以通过检测与本车重联的其他车的用于给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或给机车中的牵引变压器降温的油的温度值的高低来决定是否启动隧道模式。

步骤202，判断水的温度值，和/或油的温度值是否大于第二预设阈值。如果大于，执行步骤203，如果不大于，返回执行步骤201。

在本实施例中，当水的温度值和/或油的温度值大于第二预设阈值时，表明当前从冷却塔进风口处吸入的外界空气温度较高，无法实现对水和油的降温，由此进一步可知，此时外界隧道环境温度较高，执行步骤203控制机车启动隧道模式。

步骤203，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

实施例三

在上述实施例的基础上，请参阅图3，其示出了本发明提供的一种机车运行模式的控制方法的再一种流程图，包括：

步骤301，检测外界环境温度值。

步骤302，判断外界环境温度值是否大于第一预设阈值，并进一步判断机车当前是否处于隧道模式。当外界环境温度值大于第一预设阈值，且机车当前未处于隧道模式，执行步骤303，当外界环境温度值大于第一预设阈值，且机车当前处于隧道模式，执行步骤304，当外界环境温度值不大于第一预设阈值，且机车当前未处于隧道模式，执行步骤305，当外界环境温度值不大于第一预设阈值，且机车当前处于隧道模式，执行步骤306。

步骤303，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

步骤304，控制机车以隧道模式继续运行。

步骤305，控制机车以当前运行模式继续运行。

步骤306，控制机车退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置。

具体的，进行辅助电路的再次重新配置包括：

首先控制机车中VVVF辅助逆变器降频至设定频率，设定频率如30Hz，然后断开机车中第一制动电阻风机接触器开关，并进一步控制第二制动电阻风机接触器开关延时第三设定时间，如50ms后断开。当第一制动电阻风机接触器开关和第二制动电阻风机接触器开关都断开后，TCMS依次顺序闭合第一牵引风机接触器开关、第二牵引风机接触器开关、第一冷却塔风机触器开关和第二冷却塔风机触器开关，并最后控制机械间风机接触器开关延时第四设定时间，如50ms后闭合。

此外在本实施例中，本发明还可以包括：当机车启动隧道模式后，且在预设时间内无法检测到外界环境温度值时，控制机车在预设条件后退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置。

实施例四

在上述实施例的基础上，本发明还提供一种机车运行模式的控制方法的再一种流程图，包括：

步骤401，检测外界环境温度值。

本实施例中，检测外界环境温度值可以具体为空调系统利用自身温度传感器自动检测外界环境温度值，还可以为在机车的底架中间靠车辆侧边的位置处设置至少一个环境温度传感器来检测外界环境温度值。

步骤402，判断外界环境温度值是否大于第二预设阈值。如果大于，执行步骤403，如果不大于，返回执行步骤401。

步骤403，控制机车中的新风风机停止工作，以停止空调系统向司机室内吹风。

在本实施例中，当外界环境温度较高时，控制机车中的新风风机停止工作，以停止空调系统向司机室内吹风，以避免司机室内温度过高。

需要说明的是，本发明中第一预设阈值和第二预设阈值的大小可相同也可不同，其分别可以根据实际需要自行定义。

基于前文本发明提供的一种机车运行模式的控制方法，本发明还提供一种机车系统，如图5所示，包括：冷却塔100、TCU(Traction control unit，牵引控制单元)200和至少两个冷却塔进风口温度传感器300，其中，

至少两个冷却塔进风口温度传感器300设置在冷却塔的进风口处，用于检测冷却塔的进风口处的环境温度值。具体的，该至少两个冷却塔进风口温度传感器互为冗余设置。

其中，TCU200具体用于，接收至少两个冷却塔进风口温度传感器300发送的冷却塔进风口处的温度值，判断冷却塔进风口处的温度值是否大于第一预设阈值。

当冷却塔进风口处的温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

在本实施例中，当TCU200判断接收到的来自至少两个冷却塔进风口温度传感器300发送的冷却塔进风口处的温度值中的至少一个温度值大于第一预设阈值时，便控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

此外，本发明还可以包括：

水温传感器400，用于检测给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或油温传感器500，用于检测给机车中的牵引变压器降温的油的温度值。

此时TCU200具体用于，当水温传感器400检测到的水的温度值和/或油温传感器500检测到的油的温度值大于第二预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

较优的本发明还可以包括：

设置在机车的底架中间靠车辆侧边的位置处的至少一个环境温度传感器600，用于检测外界环境温度值。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种机车运行模式的控制方法和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种机车运行模式的控制方法，其特征在于，包括：

检测外界环境温度值；

判断所述外界环境温度值是否大于第一预设阈值；

当所述外界环境温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述检测外界环境温度值具体为，检测机车中冷却塔进风口处的温度值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

检测给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或给机车中的牵引变压器降温的油的温度值；

当所述水的温度值和/或油的温度值大于第二预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置具体包括：

控制机车中变压变频VVVF辅助逆变器降频至设定频率；

依次顺序断开机车中的第一牵引风机接触器开关、第二牵引风机接触器开关、第一冷却塔风机触器开关和第二冷却塔风机触器开关；

控制机械间风机接触器开关延时第一设定时间后断开；

控制第一制动电阻风机接触器开关闭合，以投入第一制动电阻风机接触器；

控制第二制动电阻风机接触器延时第二设定时间后闭合，以投入第二制动电阻风机接触器。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述外界环境温度值是否大于第一预设阈值后，所述方法还包括：

进一步判断所述机车当前是否处于隧道模式；

当所述外界环境温度值大于第一预设阈值，且所述机车当前未处于隧道模式时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置；

当所述外界环境温度值大于第一预设阈值，且所述机车当前处于隧道模式时，控制机车以隧道模式继续运行；

当所述外界环境温度值不大于第一预设阈值，且所述机车当前未处于隧道模式时，控制所述机车以当前运行模式继续运行；

当所述外界环境温度值不大于第一预设阈值，且所述机车当前处于隧道模式时，控制机车退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述机车启动隧道模式后，且在预设时间内无法检测到外界环境温度值时，控制机车在预设条件后退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置。

7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述退出隧道模式，并进行辅助电路的再次重新配置具体包括：

控制机车中VVVF辅助逆变器降频至设定频率；

断开机车中第一制动电阻风机接触器开关；

控制第二制动电阻风机接触器开关延时第三设定时间后断开；

依次顺序闭合第一牵引风机接触器开关、第二牵引风机接触器开关、第一冷却塔风机触器开关和第二冷却塔风机触器开关；

控制机械间风机接触器开关延时第四设定时间后闭合。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

判断所述外界环境温度值是否大于第二预设阈值；

当所述外界环境温度值大于第二预设阈值时，控制机车中的新风风机停止工作，以停止空调系统向司机室内吹风。

9.一种机车系统，至少包括冷却塔和牵引控制单元TCU，其特征在于，还包括：

设置在所述冷却塔的进风口处的至少两个冷却塔进风口温度传感器，用于检测所述冷却塔的进风口处的环境温度值；其中，所述至少两个冷却塔进风口温度传感器互为冗余设置；

其中，所述TCU具体用于，接收所述至少两个冷却塔进风口温度传感器发送的冷却塔进风口处的温度值，判断所述冷却塔进风口处的温度值是否大于第一预设阈值；

当所述冷却塔进风口处的温度值大于第一预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

10.根据权利要求9所述的机车系统，其特征在于，还包括：

水温传感器，用于检测给机车中的牵引变流器降温的水的温度值，和/或油温传感器，用于检测给机车中的牵引变压器降温的油的温度值；

此时所述TCU具体用于，当所述水温传感器检测到的水的温度值和/或所述油温传感器检测到的油的温度值大于第二预设阈值时，控制机车启动隧道模式，并进行辅助电路的重新配置。

11.根据权利要求9或10所述的机车系统，其特征在于，还包括：

设置在所述机车的底架中间靠车辆侧边的位置处的至少一个环境温度传感器，用于检测外界环境温度值。