CN109113978B - 一种压缩机控制方法、装置及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机控制方法，包括：获得总风压力变化速率和总风压力值；当总风压力变化速率处于第一预设范围内、且总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启。本发明在总风压力值大小的判断基础上，同时根据总风缸管压力值的变化速率处于第一预设范围内时进行压缩机的开启控制，由压力值的变化率可以提前预知压力值的变化趋势，从而能够预判压缩空气的消耗情况，并提前启动相应的压缩机工作，为车辆提前储备更多的压缩空气，从而可以满足车辆载荷变化较大时，压力变化速率加快，压力下降较快时的用风需求。

Description

一种压缩机控制方法、装置及轨道车辆

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体地说，涉及一种压缩机控制方法及装置。此外，本申请还涉及一种包括上述压缩机控制装置的轨道车辆。

背景技术

城轨地铁列车一般为多节车辆组合而成，其给制动系统和空气弹簧供风的风源均设置了两套空气压缩机。列车控制系统会根据总风缸压力值的大小启动单台压缩机或同时启动两台压缩机工作，且压力值均根据行业规范而设定。在正常运用时，传统的压缩机开启控制方法能够满足车辆的运用要求。

地铁车辆空气压缩机开启的传统控制方式为：当总风压力低于7.0bar时，同时启动两台压缩机，直到总风压力达到9.0bar时，停止工作；当总风压力低于7.5bar时，启动一台压缩机工作，达到9.0bar时，停止工作。

然而，在特殊线路的特定时间段，如上下班高峰时段，车辆载荷变化最高可以达到80％，从而导致空气弹簧的压缩空气消耗量急剧增加，使得传统的压缩机开启控制方法难以满足车辆的用风需求。

综上所述，如何提供满足车辆载荷变化较大时的空气弹簧的用风需求是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可以满足车辆载荷变化较大时的空气弹簧的用风需求的压缩机控制方法及装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压缩机控制方法，包括：获得总风压力变化速率和总风压力值；当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内、且所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启。

优选地，所述当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内和所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启，包括：当所述总风压力值小于第一预设值时，启动单台压缩机；单台压缩机启动后的第一预设时间内，若所述总风压力值处于上升状态，且总风压力上升速率小于上升速率预设值，则启动双台压缩机。

优选地，所述总风压力上升速率为在所述第一预设时间内的第一平均速率。

优选地，所述第一平均速率为单台压缩机工作2分钟内的所述总风压力值的上升速率。

优选地，所述当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内和所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启，还包括：

当总风压力下降速率大于或等于下降速率预设值、且所述总风压力值低于第二预设值时，同时启动双台压缩机。

优选地，所述总风下降速率为一个采集时间段内的平均下降速率。

优选地，所述采集时间段为5秒。

本发明还提供一种压缩机控制装置，包括：用于检测总风压力变化速率的速率检测单元；用于检测当前总风压力的压力检测单元；与对应的压缩机控制连接的、用于当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内且所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启的压缩机控制单元，所述压力检测单元和所述速率检测单元均连接于所述压缩机控制单元。

本发明还提供一种轨道列车，包括压缩机控制装置，所述压缩机控制装置为上述的压缩机控制装置。

本发明在总风压力值大小的判断基础上，同时根据总风缸管压力值的变化速率处于第一预设范围内时进行压缩机的开启控制，由压力值的变化率可以提前预知压力值的变化趋势，从而能够预判压缩空气的消耗情况，并提前启动相应的压缩机工作，为车辆提前储备更多的压缩空气，从而可以满足车辆载荷变化较大时，压力变化速率加快，压力下降较快时的用风需求。

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为本发明所提供的压缩机控制方法的流程图；

图2为本发明所提供的压缩机控制方法先后控制两台压缩机开闭的流程图；

图3为本发明所提供的压缩机控制方法同时控制两台压缩机开闭的流程图。

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。

本发明的核心是提供一种可以满足车辆载荷变化较大时的空气弹簧的用风需求的压缩机控制方法及装置。

一种压缩机控制方法，包括：

步骤S1：获得总风压力变化速率和总风压力值；

步骤S2：当总风压力变化速率处于第一预设范围内、且总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启。

请参考图1，图1为本发明所提供的压缩机控制方法的流程图。

需要说明的是，总风压力变化速率包括总风上升速率和总风下降速率，第一预设范围可以包括总风压力上升速率的预设范围和总风下降速率的预设范围中的一者或两者，总风压力值为当前总风压力值。

当载荷变化较大，处于大量用风条件时，需要开启相应的压缩机来补充风源，利用本发明所提供的方法对总风压力变化率和总风压力值进行测量，并判断其处在的数值范围，若总风压力变化率处于第一预设范围内且同时总风压力值处于第二预设范围内，则开启相应的压缩机。

本发明在总风压力值大小的判断基础上，同时以总风压力值的变化速率作为判断依据，即同时根据总风缸管压力值的变化速率是否处于第一预设范围内，判断是否进行压缩机的开启控制。考虑到压力值的变化率能够体现压力值的变化趋势，因此由压力值的变化率可以提前预知压力值的变化趋势，从而能够预判压缩空气的消耗情况，并提前启动相应的压缩机工作，为车辆提前储备更多的压缩空气，从而可以满足车辆载荷变化较大时，压力变化速率加快，压力下降较快时的用风需求。

在上述实施例的基础上，可以采用以下方法对相应压缩机进行开启。

请参考图2，图2为本发明所提供的压缩机控制方法先后控制两台压缩机开闭的流程图。

当总风压力变化速率处于第一预设范围内和总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启包括：

步骤S211：当总风压力值小于第一预设值时，启动单台压缩机；

步骤S212：单台压缩机启动后的第一预设时间内，若总风压力值处于上升状态，且总风压力上升速率小于或等于上升速率预设值时，启动双台压缩机。

本实施例采用不同数量的压缩机的开启方法，需要说明的是，第一预设值为第二预设范围的最大临界值，即第二预设范围小于或等于第一预设值，判断当前总风压力值的大小是否小于第一预设值，若是，则启动单台压缩机进行供风。

上升速率预设值为第一预设范围的最小临界值，即第一预设范围大于或等于上升速率预设值，在单台压缩机启动后，判断总风上升速率是否小于上升速率预设值，若是，则启动另一台压缩机。

例如，设置车身载荷变化为30％载荷变化，设置第一预设值为7.5bar，设置上升速率预设值为M1，当总风缸压力小于7.5bar时，启动单台压缩机进行供风，之后的预设时间段内，判断总风压力上升速率是否小于或等于M1，若是，则控制车辆的两台压缩机同时启动。

本实施例利用总风压力值和总风上升速率来对相应的压缩机进行开启，在单台压缩机启动后，若总风压力上升速率低于上升速率预设值，此处可以认为是大量用风的条件下，单台压缩机供给的风量上升速率会比较慢，此时通过对风量上升趋势的判断就可提前开启另一台压缩机进行供风，可以满足车辆载荷变化较大时，压力变化速率加快，压力下降较快时的用风需求。

在上述实施例的基础上，本申请可以采用以下方法，总风压力上升速率为在第一预设时间内的总风压力值上升的第一平均速率。

需要说明的是，在选择单台压缩机工作的“第一预设时间”的选取不能过长也不能过短，若时间过长，由于单台压缩机供风较慢，压力上涨较慢，会对提前供风产生延后的负面影响，风量迟迟供给不上，无法提前为车辆储备更多的空气；若时间过短，则数据太少，无法证明此处正处于大量用风的状态。

当单台压缩机开启后，即上述实施例中的条件总风压力值小于第一预设值满足后，由从开启到工作一段时间后的压力变化计算在这段时间内压力的平均变化率，即第一平均速率。

本实施例采用第一预设时间内总风上升的平均速率而不采用瞬时速率的好处就在于，一段时间内的总风上升速率数据较多，可以明显看出总风上升速率的变化趋势，由此可以判断此处用风条件是否处于大量用风的条件，从而准确的控制另一台压缩机的开启。

在上述实施例的基础上，本申请可以采用以下的时间对总风上升速率进行计算。

优选地，第一平均速率为单台压缩机工作2分钟内的总风压力上升速率。

需要说明的是，上述实施例中的一段时间在大量计算的情况下优选为2分钟以内的第一平均速率，即利用当单台压缩机开启后至2分钟以后的压力差计算两分钟以内的总风上升速率为第一平均速率。

例如，在上述实施例的基础上，启动单台压缩机进行供风2分钟后，总风压力值小于或等于8.2bar，则启动双台压缩机进行工作。

采用2分钟以内的平均速率进行计算，既避免了时间过长风量供给不够的情况又可以观察总风上升速率的变化趋势，提前储备风量。

在上述实施例的基础上，还可通过以下方式对压缩机进行控制。

请参考图3，图3为本发明所提供的压缩机控制方法同时控制两台压缩机开闭的流程图。

当总风压力变化速率处于第一预设范围内和总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启，还包括：

步骤S22：当总风压力下降速率大于或等于下降速率预设值、且总风压力值低于第二预设值时，同时启动双台压缩机。

需要说明的是，下降速率预设值为第一预设范围的临界值，即第一预设范围内的值大于或等于下降速率预设值的同时，总风压力值低于第二预设值，第二预设值为第二预设范围的另一临界值，即第二预设范围大于或等于第二预设范围。

本实施例所采用的方法通过判断总风压力的下降速率是否大于或等于下降速率预设值和判断总风压力值是否大于或等于第二预设值，若是，则开启双台压缩机进行供风。

例如，设置车身载荷变化为30％载荷变化，设置第二预设值为8.5bar，设置下降速率预设值为M2，当总风压力下降速率大于或等于M2时，且总风缸压力小于8.5bar，车辆的两台压缩机同时启动。

本实施例利用对压力值和总风下降速率的判断可以得知当前总风压力下降的趋势，若总风下降速率达到下降速率预设值，可知当前处于大量用风条件下，在总风压力值未下降到最低时提前启动双台压缩机进行供风，可以满足大量用风条件下的供风。

在上述实施例的基础上，总风下降速率采用一个采集时间段内的平均下降速率。

采用平均下降速率而不采用瞬时速率的好处就在于，一段时间内的总风下降速率数据较多，可以明显看出总风下降速率的变化趋势，由此可以判断此处用风条件是否处于大量用风的条件，从而可以提前控制两台压缩机的开启，满足大量用风条件下的供风量。

在上述实施例的基础上，采集时间段为5秒，即测量当前总风压力和5秒后的总风压力的差值，计算差值在5秒内的平均速率，并通常可设置为0.14bar/s。

采用5秒以内的平均速率计算避免了因为时间过长既避免了时间过长风量供给不够的情况又可以观察总风上升速率的变化趋势，提前储备风量。

本发明还提供一种压缩机控制装置，包括：用于检测总风压力变化速率的速率检测单元；用于检测当前总风压力的压力检测单元；与对应的压缩机控制连接的、用于当总风压力变化速率处于第一预设范围内且总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启的压缩机控制单元，速率检测单元连接于压缩机控制单元。

需要说明的是，速率检测单元可以是测量时间且内置计算公式的计算机，压力检测单元可以是气压计，计算机和气压计连接，压缩机控制单元可以采用电控开关的形式，计算机与电控开关控制连接。

本发明提供的压缩机控制装置的工作过程为，计算机根据自身所测量的时间和在这段时间内气压计所测量的总风压力的变化量来计算这段时间内总风压力的变化速率；若总风压力变化速率处于第一预设范围内且总风压力值处于第二预设范围内时，发送指令给电控开关，电控开关控制相应的压缩机进行开启。

本发明还提供一种轨道列车，包括压缩机以及压缩机控制装置，压缩机控制装置为上述的压缩机控制装置。

轨道列车中的其他结构可以参考现有技术中的描述，本申请仅仅是提供了一种控制压缩机工作的控制装置，且该装置与压缩机控制连接，用于控制压缩机在不同工况下工作。

本申请提供的轨道列车采用上述压缩机控制装置能够根据总风缸压力的变化值和总风缸压力变化速率的变化趋势，预判此时的用风状态，从而在空气弹簧处于大量用风条件下可以提前储备更多的压缩空气，进而满足在载荷变化较大时空气弹簧的用风需求。

本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的压缩机控制方法和压缩机控制装置进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种压缩机控制方法，其特征在于，包括：

获得总风压力变化速率和总风压力值；

当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内、且所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启；

所述当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内、且所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启，包括：

当所述总风压力值小于第一预设值时，启动单台压缩机；

启动单台压缩机后的第一预设时间内，若所述总风压力值处于上升状态，且总风压力上升速率小于上升速率预设值，则启动双台压缩机；所述第一预设值为所述第二预设范围的最大临界值；所述上升速率预设值为所述第一预设范围的最小临界值；

还包括：

当总风压力下降速率大于或等于下降速率预设值、且所述总风压力值低于第二预设值时，同时启动双台压缩机。

2.根据权利要求1所述的压缩机控制方法，其特征在于，所述总风压力上升速率为在所述第一预设时间内的第一平均速率。

3.根据权利要求2所述的压缩机控制方法，其特征在于，所述第一平均速率为单台压缩机工作2分钟内的所述总风压力值上升速率。

4.根据权利要求3所述的压缩机控制方法，其特征在于，所述总风压力下降速率为一个采集时间段内的所述总风压力值的平均下降速率。

5.根据权利要求4所述的压缩机控制方法，其特征在于，所述采集时间段为5秒。

6.一种压缩机控制装置，其特征在于，包括：

用于检测总风压力变化速率的速率检测单元；

用于检测当前的总风压力值的压力检测单元；

与对应的压缩机控制连接的、用于当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内且所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启的压缩机控制单元，所述压力检测单元和所述速率检测单元均连接于所述压缩机控制单元；

所述当所述总风压力变化速率处于第一预设范围内且所述总风压力值处于第二预设范围内时，控制相应压缩机的开启，包括：

当所述总风压力值小于第一预设值时，启动单台压缩机；

启动单台压缩机后的第一预设时间内，若所述总风压力值处于上升状态，且总风压力上升速率小于上升速率预设值，则启动双台压缩机；所述第一预设值为所述第二预设范围的最大临界值；所述上升速率预设值为所述第一预设范围的最小临界值；

当总风压力下降速率大于或等于下降速率预设值、且所述总风压力值低于第二预设值时，同时启动双台压缩机。

7.一种轨道列车，包括压缩机控制装置，其特征在于，所述压缩机控制装置为权利要求6所述的压缩机控制装置。

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