CN104477203B - 一种电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法，控制系统包括：电磁型磁轨制动器、控制单元、供电控制模块以及供电电源；控制单元与供电控制模块相连并通过可控开关接至供电电源，用于在通过车载总线接收到制动信号时接通可控开关，将供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在电源电压低于电压设定值时，发送控制信号至供电控制模块；供电控制模块与电磁型磁轨制动器相连并通过可控开关接至供电电源，用于在接收到控制信号后，调节电源电压至大于等于电压设定值并输入至电磁型磁轨制动器；电磁型磁轨制动器用于在电源电压控制下吸合轨道实现制动。本发明可以保证电磁型磁轨制动器有足够的制动能力，并能实现消磁，达到磁轨制动器的灵活应用。

Description

一种电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆制动控制技术领域，尤其涉及一种电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法。

背景技术

磁轨制动技术是近年为适应轨道车辆普及与高速化发展起来的一种新型制动方式，它主要是依靠磁铁与轨道吸合产生滑动摩擦力进而使轨道车辆减速。其中电磁型磁轨制动器具有制动力大、维护简单、操作方便等特点而具有广泛应用。电磁型磁轨制动器的供电方式有直接由接触网供电或由车载蓄电池供电。

目前，轨道车辆上电磁型磁轨制动器的控制方式都是在制动工况下，由电磁型磁轨制动器的控制单元控制电磁型磁轨制动器与供电电源（接触网或由车载蓄电池）间的可控开关直接接通，实施制动。参考图1，现有技术中电磁型磁轨制动器控制系统架构示意图；当控制单元12依据接收到轨道车辆的速度信号和制动信号判断电磁型磁轨制动器11需要提供制动力时，控制单元12控制可控开关13接通，由供电电源19为电磁型磁轨制动器11提供电源电压，进而促使电磁型磁轨制动器11的磁铁与轨道吸合产生滑动摩擦制动力。但是现有制动方式无法对施加在电磁型磁轨制动器上的电源电压进行控制，尤其在电源电压较低时无法保证电磁型磁轨制动器有足够的制动能力；且现有制动的实施都是在紧急制动和安全制动工况下，没有针对列车常用制动出现滑行时进行制动处理，以达到磁轨制动器灵活应用。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对现有制动方式中在电源电压较低时无法保证电磁型磁轨制动器有足够的制动能力；且现有制动的实施都是在紧急制动和安全制动工况下，没有针对列车常用制动出现滑行时进行制动处理，无法达到磁轨制动器灵活应用的技术问题，提供一种电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法，对电磁型磁轨制动器的接通以及供电进行控制，保证电磁型磁轨制动器有足够的制动能力，且达到电磁型磁轨制动器灵活应用。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电磁型磁轨制动器控制系统，包括：电磁型磁轨制动器、控制单元、供电控制模块以及供电电源；所述控制单元与所述供电控制模块相连并通过可控开关接至供电电源，用于在通过车载总线接收到制动信号时，接通所述可控开关，将所述供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时，发送控制信号至所述供电控制模块；所述供电控制模块与所述电磁型磁轨制动器相连并通过可控开关接至供电电源，用于在接收到所述控制信号后，调节所述供电电源输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至所述电磁型磁轨制动器；所述电磁型磁轨制动器用于在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种电磁型磁轨制动器控制方法，包括：（1）控制单元在通过车载总线接收到制动信号时，接通供电控制模块与供电电源之间的可控开关；（2）控制单元将供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时发送控制信号至供电控制模块；（3）所述供电控制模块接收到所述控制信号后，调节所述供电电源输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至电磁型磁轨制动器；（4）所述电磁型磁轨制动器在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动。

本发明的优点在于，通过控制单元接收来自列车发来的速度、制动信号和电源电压等信息，控制供电控制模块调节输出电磁型磁轨制动器的输入电压，保证电磁型磁轨制动器有足够的制动能力；并通过控制电磁型磁轨制动器通电方向实现消磁，以及针对列车常用制动出现滑行时控制电磁型磁轨制动器接通电源从而弥补制动力的不足，达到磁轨制动器的灵活应用。

附图说明

图1，现有技术中电磁型磁轨制动器控制系统架构示意图；

图2，本发明一实施例所述的电磁型磁轨制动器控制系统架构示意图；

图3，本发明一实施例所述的电磁型磁轨制动器控制方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提供的电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法进行清晰、完整地描述。显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图2，本发明一实施例所述的电磁型磁轨制动器控制系统架构示意图；所述控制系统包括：电磁型磁轨制动器21、控制单元22、供电控制模块24以及供电电源29。其中，所述供电电源29可以采用直接由接触网供电或由车载蓄电池供电，或在两者之间灵活切换，此为现有技术，此处不再赘述。

所述控制单元22与所述供电控制模块24相连，并通过可控开关23接至供电电源29，用于在通过车载总线28接收到制动信号时，接通所述可控开关23，将所述供电电源29输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时，发送控制信号至所述供电控制模块24。在列车施加紧急制动和安全制动信号时，控制单元22控制可控开关23接通，使电磁型磁轨制动器21接通电源。当所述电源电压不低于所述电压设定值，也即此时的电源电压足够保证所述电磁型磁轨制动器21的吸力以实现制动时，所述供电控制模块24则无需对所述供电电源29输出的电源电压进行调节，所述供电电源29输出的电源电压直接经接通的可控开关23以及供电控制模块24输入至所述电磁型磁轨制动器21。

所述供电控制模块24与所述电磁型磁轨制动器21相连，并通过可控开关23接至供电电源29，用于在接收到所述控制信号后，调节所述供电电源29输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至所述电磁型磁轨制动器21。所述电磁型磁轨制动器21用于在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动。通过所述控制单元22检测电源电压，并控制所述供电控制模块24确保输出的电源电压不低于预设的电压设定值，从而保证所述电磁型磁轨制动器21有足够的吸力以实现制动；避免因电源电压太低造成吸力不足，无法实现安全制动。

所述控制单元22进一步监控所述供电控制模块24的工作状况，一旦监测到供电控制模块24出现故障时，控制电磁型磁轨制动器21直接通过可控开关23接通供电电源29，由供电电源29直接为电磁型磁轨制动器21提供未经调节的电源电压，实现制动。也即所述控制单元22监测到供电控制模块24出现故障时，由故障导向安全制动模式，采用现有制动方式实现制动工况下的制动。其中，所述控制单元22可以控制供电控制模块24呈现短路状态，从而实现电磁型磁轨制动器21直接通过可控开关23接通供电电源29。

作为优选的实施方式，所述控制系统进一步包括与所述控制单元22相连的温度测量仪25，所述温度测量仪25用于监测所述电磁型磁轨制动器21的温度并将所监测到的温度信号传送至所述控制单元22；所述控制单元22进一步用于根据所述温度信号控制所述供电控制模块24调节输入至所述电磁型磁轨制动器21的电源电压。通过温度测量仪25监测电磁型磁轨制动器21表面温度，温度升高时，施加给电磁型磁轨制动器21的电压也相应地提高，以补充因温度升高而导致的吸力下降，从而确保电磁型磁轨制动器21能提供足够的制动力。

作为优选的实施方式，所述控制单元22进一步用于记录当前所述电磁型磁轨制动器21的第一电流方向，并在下一次接收到制动信号时控制流入所述电磁型磁轨制动器21的第二电流方向与所记录的第一电流方向相反。通过记录电磁型磁轨制动器21的通电方向，以便下次通相反方向的电流，达到消除剩磁的目的。通过控制单元22控制相邻两次制动所同电流方向相反，来确保电磁型磁轨制动器21的消磁。

作为优选的实施方式，所述控制单元22进一步用于在通过车载总线28接收到常规制动出现滑行现象的滑行判定时，控制所述可控开关23接通。列车在常用制动时，依据自身的速度传感器采集到的车轮速度信号，来判断是否出现滑行现象。一旦判定滑行现象的出现，则，该滑行判定通过车载总线28发送至所述控制单元22，控制单元22控制所述可控开关23接通，所述供电电源29输出的电源电压经接通的可控开关23以及供电控制模块24输入至所述电磁型磁轨制动器21，使电磁型磁轨制动器21接通电源，从而弥补常用制动时制动力的不足。

作为优选的实施方式，所述控制系统进一步包括与所述控制单元22相连的距离测定装置26，所述距离测定装置26用于测量所述电磁型磁轨制动器21底面距离轨道轨面的距离并传送至所述控制单元22；所述控制单元22进一步用于将接收到的距离测量值与一距离设定值比较，并在所述距离测量值大于所述距离设定值时，控制悬挂机构（图中未示出）调整电磁型磁轨制动器21底面距离轨道轨面的距离至所述距离设定值，从而避免因电磁型磁轨制动器21底面距离轨道轨面的距离过大而造成制动时吸力不足的现象出现。

本发明所述的电磁型磁轨制动器控制系统，通过控制单元接收来自列车发来的速度、制动信号和电源电压等信息，控制供电控制模块调节输出电磁型磁轨制动器的输入电压，保证电磁型磁轨制动器有足够的制动能力；并通过控制电磁型磁轨制动器通电方向实现消磁，以及针对列车常用制动出现滑行时控制电磁型磁轨制动器接通电源从而弥补制动力的不足，达到磁轨制动器的灵活应用。

参考图3，本发明一实施例所述的电磁型磁轨制动器控制方法流程示意图。所述控制方法包括以下步骤：S31、控制单元在通过车载总线接收到制动信号时，接通供电控制模块与供电电源之间的可控开关；S32、控制单元将供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时，发送控制信号至供电控制模块；S33、所述供电控制模块接收到所述控制信号后，调节所述供电电源输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至所述电磁型磁轨制动器；S34、所述电磁型磁轨制动器在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动。以下对本发明所述控制方法进行详细描述。

S31、控制单元在通过车载总线接收到制动信号时，接通供电控制模块与供电电源之间的可控开关。

其中，所述供电电源29可以采用直接由接触网供电或由车载蓄电池供电，或在两者之间灵活切换，此为现有技术，此处不再赘述。在列车施加紧急制动和安全制动信号时，控制单元22控制可控开关23接通，使电磁型磁轨制动器21接通电源。

S32、控制单元将供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时，发送控制信号至供电控制模块。

所述控制单元22将所述供电电源29输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时，发送控制信号至所述供电控制模块24，控制所述供电控制模块24对所述供电电源29输出的电源电压进行调节。当所述电源电压不低于所述电压设定值，也即此时的电源电压足够保证所述电磁型磁轨制动器21的吸力以实现制动时，所述供电控制模块24则无需对所述供电电源29输出的电源电压进行调节，所述供电电源29输出的电源电压直接经接通的可控开关23以及供电控制模块24输入至所述电磁型磁轨制动器21。

S33、所述供电控制模块接收到所述控制信号后，调节所述供电电源输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至所述电磁型磁轨制动器。

所述供电控制模块24在接收到所述控制信号后，调节所述供电电源29输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至所述电磁型磁轨制动器21，从而保证所述电磁型磁轨制动器21有足够的吸力以实现制动；避免因电源电压太低造成吸力不足，无法实现安全制动。

S34、所述电磁型磁轨制动器在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动。

通过所述控制单元22检测电源电压，并控制所述供电控制模块24确保输出的电源电压不低于预设的电压设定值，从而保证所述电磁型磁轨制动器21有足够的吸力以实现制动。

所述控制单元22进一步监控所述供电控制模块24的工作状况，一旦监测到供电控制模块24出现故障时，控制电磁型磁轨制动器21直接通过可控开关23接通供电电源29，由供电电源29直接为电磁型磁轨制动器21提供未经调节的电源电压，实现制动。也即所述控制单元22监测到供电控制模块24出现故障时，由故障导向安全制动模式，采用现有制动方式实现制动工况下的制动。其中，所述控制单元22可以控制供电控制模块24呈现短路状态，从而实现电磁型磁轨制动器21直接通过可控开关23接通供电电源29。

作为优选的实施方式，步骤S31之后进一步包括：1）监测所述电磁型磁轨制动器的温度并将所监测到的温度信号传送至所述控制单元；2）所述控制单元根据所述温度信号控制所述供电控制模块调节输入至所述电磁型磁轨制动器的电源电压。当电磁型磁轨制动器21表面温度升高时，施加给电磁型磁轨制动器21的电压也相应地提高，以补充因温度升高而导致的吸力下降，从而确保电磁型磁轨制动器21能提供足够的制动力。

作为优选的实施方式，步骤S34之后进一步包括：所述控制单元记录当前所述电磁型磁轨制动器的第一电流方向，并在下一次接收到制动信号时控制流入所述电磁型磁轨制动器的第二电流方向与所记录的第一电流方向相反。通过控制单元22控制相邻两次制动所同电流方向相反，来确保电磁型磁轨制动器21的消磁，达到消除剩磁的目的。

作为优选的实施方式，所述控制方法进一步包括：所述控制单元在通过车载总线接收到常规制动出现滑行现象的滑行判定时，接通供电控制模块与供电电源之间的可控开关。列车在常用制动时，依据自身的速度传感器采集到的车轮速度信号，来判断是否出现滑行现象。一旦判定滑行现象的出现，则，该滑行判定通过车载总线28发送至所述控制单元22，控制单元22控制所述可控开关23接通，所述供电电源29输出的电源电压经接通的可控开关23以及供电控制模块24输入至所述电磁型磁轨制动器21，使电磁型磁轨制动器21接通电源，从而弥补常用制动时制动力的不足。

作为优选的实施方式，所述控制方法进一步包括：a）测量所述电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离并将所测量到的距离测量值传送至所述控制单元；b）所述控制单元将接收到的距离测量值与一距离设定值比较，并在所述距离测量值大于所述距离设定值时，控制悬挂机构调整电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离至所述距离设定值。通过测量及控制电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离，从而避免因电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离过大而造成制动时吸力不足的现象出现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电磁型磁轨制动器控制系统，其特征在于，包括：电磁型磁轨制动器、控制单元、供电控制模块以及供电电源；

所述控制单元与所述供电控制模块相连并通过可控开关接至供电电源，用于在通过车载总线接收到制动信号时，接通所述可控开关，将所述供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时，发送控制信号至所述供电控制模块；

所述供电控制模块与所述电磁型磁轨制动器相连并通过可控开关接至供电电源，用于在接收到所述控制信号后，调节所述电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至所述电磁型磁轨制动器；

所述电磁型磁轨制动器用于在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动；

所述控制单元进一步用于记录当前所述电磁型磁轨制动器的第一电流方向，并在下一次接收到制动信号时控制流入所述电磁型磁轨制动器的第二电流方向与所记录的第一电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的电磁型磁轨制动器控制系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括与所述控制单元相连的温度测量仪，所述温度测量仪用于监测所述电磁型磁轨制动器的温度并将所监测到的温度信号传送至所述控制单元；所述控制单元进一步用于根据所述温度信号控制所述供电控制模块调节输入至所述电磁型磁轨制动器的电源电压。

3.根据权利要求1所述的电磁型磁轨制动器控制系统，其特征在于，所述控制单元进一步用于在通过车载总线接收到常规制动出现滑行现象的滑行判定时，控制所述可控开关接通。

4.根据权利要求1所述的电磁型磁轨制动器控制系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括与所述控制单元相连的距离测定装置，所述距离测定装置用于测量所述电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离并传送至所述控制单元；所述控制单元进一步用于将接收到的距离测量值与一距离设定值比较，并在所述距离测量值大于所述距离设定值时，控制悬挂机构调整电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离至所述距离设定值。

5.一种电磁型磁轨制动器控制方法，其特征在于，包括：

(1)控制单元在通过车载总线接收到制动信号时，接通供电控制模块与供电电源之间的可控开关；

(2)控制单元将供电电源输出的电源电压与一电压设定值比较，并在所述电源电压低于所述电压设定值时发送控制信号至供电控制模块；

(3)所述供电控制模块接收到所述控制信号后，调节所述供电电源输出的电源电压至大于等于所述电压设定值，并输入至电磁型磁轨制动器；

(4)所述电磁型磁轨制动器在调节后的电源电压控制下吸合轨道实现制动；

步骤(4)之后进一步包括：所述控制单元记录当前所述电磁型磁轨制动器的第一电流方向，并在下一次接收到制动信号时控制流入所述电磁型磁轨制动器的第二电流方向与所记录的第一电流方向相反。

6.根据权利要求5所述的电磁型磁轨制动器控制方法，其特征在于，步骤(1)之后进一步包括：

(11)监测所述电磁型磁轨制动器的温度并将所监测到的温度信号传送至所述控制单元；

(12)所述控制单元根据所述温度信号控制所述供电控制模块调节输入至所述电磁型磁轨制动器的电源电压。

7.根据权利要求5所述的电磁型磁轨制动器控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：所述控制单元在通过车载总线接收到常规制动出现滑行现象的滑行判定时，接通供电控制模块与供电电源之间的可控开关。

8.根据权利要求5所述的电磁型磁轨制动器控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：

(a)测量所述电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离并将所测量到的距离测量值传送至所述控制单元；

(b)所述控制单元将接收到的距离测量值与一距离设定值比较，并在所述距离测量值大于所述距离设定值时，控制悬挂机构调整电磁型磁轨制动器底面距离轨道轨面的距离至所述距离设定值。