CN113910914A - 一种轨道机车回流轨切换系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道机车回流轨切换系统，包括接触网、牵引单元、行走轨道、回流轨、第一回流装置以及用于将回流间断区中相邻两端回流轨电连接的短接装置；牵引单元的一端与接触网电连接，另一端通过第一回流装置与回流轨电连接；还包括行走轨、第二回流装置、第一开关单元和第二开关单元；第一开关单元的一端与牵引单元的另一端电连接，另一端通过第二回流装置与行走轨电连接；所述第二开关单元的一端与短接装置电连接，另一端与行走轨电连接。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明使机车在通过回流专用轨间断区时不需停车更换供电模式，仍沿用之前的接触网供电模式平稳通过回流专用轨间断区，提升机车作业效率。

Description

一种轨道机车回流轨切换系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道机车回流轨切换系统及其控制方法。

背景技术

针对城市轨道交通第三轨专用回流线路，为了便于车辆通过，第三轨在岔路口段就必须打断出现回流间断区，且回流间断区距离较短，地铁线路复杂的线路回流间断区数量相对较多。对于地铁车辆而言，由于地铁车编组后较长，其多节车辆转向架上设有回流装置，只要回流间断区长度不大于地铁车辆前后最远端受流器间距离就不会造成回流间断无法工作现象。但对轨道机车而言，由于其前后两转向架上的回流靴间距离较短，当回流间断区长度大于前后两转向架上的回流靴间距离时，机车在该线路接触网供电模式运行时就会出现机车回流中断，从而导致机车停车。现有轨道机车主电路原理简图如图1所示，包括接触网受流装置1、熔断器2、第一接触器3、第二接触器4、牵引逆变器5、牵引电机6、储能电源7、回流专用轨8、回流专用轨回流装置9、回流间断区短接装置10；轨道机车在即将驶入回流间断区时将车停下来，将第一接触器3断开，第二接触器4闭合，切换成储能供电模式通过回流间断区。在驶离回流间断区后，又停车将第一接触器3闭合，第二接触器4断开，切换成接触网供电模式，这样每通过一个回流间断区均需如此操作一遍，大大影响机车运行作业效率。

发明内容

为解决背景技术中现有轨道机车在每通过一个回流间断区时均需切换供电模式，影响机车运行作业效率的问题，本发明提供了一种轨道机车回流轨切换系统，具体技术方案如下。

一种轨道机车回流轨切换系统，包括接触网、牵引单元、行走轨道、回流轨、第一回流装置以及用于将回流间断区中相邻两端回流轨电连接的短接装置；所述牵引单元的一端与所述接触网电连接，另一端通过第一回流装置与所述回流轨电连接；还包括行走轨、第二回流装置、第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元的一端与所述牵引单元的另一端电连接，另一端通过第二回流装置与所述行走轨电连接；所述第二开关单元的一端与所述短接装置电连接，另一端与所述行走轨电连接。

由此，当轨道机车正常行驶(即行驶在回流连续区)时，第一开关单元和第二开关单元为断开状态，轨道机车经第一回流装置从回流轨实现回流。当轨道机车驶入回流间断区时，使第一开关单元和第二开关单元闭合，轨道机车依次经第二回流装置、行走轨道、短接装置、回流轨实现回流。当轨道机车驶离回流间断区回到回流连续区(即正常行驶)时，使第一开关单元和第二开关单元断开，轨道机车经第一回流装置从回流轨实现回流。机车在通过回流专用轨间断区时不需停车更换供电模式，仍沿用之前的接触网供电模式平稳通过回流专用轨间断区，提升机车作业效率。

优选地，还包括：

位置获取单元，用于获取轨道机车的当前位置；

控制单元，用于当轨道机车驶入回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；当轨道机车驶离回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开。由此可通过控制单元实现第一开关单元和所述第二开关单元的自动开合。

具体地，所述位置获取单元为沿车辆行驶方向分别布置在回流间断区两端的第一地面信标和第二地面信标；所述控制单元在接收到第一地面信标发送的信号时判断轨道机车驶入回流间断区，在接收到第二地面信标发送的信号时判断轨道机车驶离回流间断区。

优选地，还包括：

位置获取单元，用于获取轨道机车的当前位置；

控制单元，用于当轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；当轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开；所述回流过渡区位于回流连续区与回流间断区之间。

由于控制单元发出指令到开关单元做出相应动作有一个反应时间，而机车运行速度相对较快，因此在回流连续区与回流间断区之间设置过渡区，从而确保在机车在驶入回流间断区之前第一开关单元和所述第二开关单元就已处于闭合状态。

具体地，所述位置获取单元为沿车辆行驶方向分别布置在回流连续区与回流过渡区的交界处、回流过渡区与回流连续区的交界处的第一地面信标、第二地面信标；所述控制单元在接收到第一地面信标发送的信号时判断轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区，在接收到第二地面信标发送的信号时判断轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种上述轨道机车回流轨切换系统的控制方法，包括如下步骤：

获取轨道机车的当前位置；

当轨道机车驶入回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；

当轨道机车驶离回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种上述轨道机车回流轨切换系统的控制方法，包括如下步骤：

获取轨道机车的当前位置；

当轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；

当轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开；所述回流过渡区位于回流连续区与回流间断区之间。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明使机车在通过回流专用轨间断区时不需停车更换供电模式，仍沿用之前的接触网供电模式平稳通过回流专用轨间断区，提升机车作业效率。

附图说明

图1为现有轨道机车主电路示意图；

图2为本发明轨道机车回流轨切换系统的电路示意图；

图3为实施例1中轨道机车正常行驶状态下的状态示意图；

图4为实施例1中轨道机车从回流连续区驶入回流间断区时的状态示意图；

图5为实施例1中轨道机车从回流间断区回到回流连续区时的状态示意图；

图6为实施例1中位置获取单元的安装位置示意图；

图7为实施例2中位置获取单元的安装位置示意图(正向行驶)；

图8为实施例2中位置获取单元的安装位置示意图(反向行驶)；

图9为实施例2中轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区时的状态示意图；

图10为实施例2中轨道机车从回流间断区驶入回流过渡区时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参见图2，一种轨道机车回流轨切换系统，包括接触网1、牵引单元、行走轨道14、回流轨8、第一回流装置9以及用于将回流间断区中相邻两端回流轨8电连接的短接装置10。

所述牵引单元包括牵引逆变器5和牵引电机6。牵引逆变器5的一输入端与所述接触网电1连接，另一输入端通过第一回流装置9与所述回流轨8电连接。

还包括行走轨14、第二回流装置13、第一开关单元11和第二开关单元12。所述第一开关单元11的一端与牵引逆变器5的另输入一端电连接，第一开关单元11的另一端通过第二回流装置13与所述行走轨14电连接。所述第二开关单元12的一端与所述短接装置10电连接，另一端与所述行走轨14电连接。

如图3所示，当轨道机车正常行驶(即行驶在回流连续区)时，第一开关单元11和第二开关单元12断开，轨道机车经第一回流装置9从回流轨8实现回流。如图4所示，当轨道机车驶入回流间断区时，第一开关单元11和第二开关单元12闭合，轨道机车依次经第二回流装置13、行走轨道14、短接装置10、回流轨8实现回流。如图5所示，当轨道机车驶离回流间断区驶入回流连续区(即正常行驶)时，第一开关单元11和第二开关单元12再次断开，轨道机车经第一回流装置9从回流轨8实现回流。车辆行驶方向为由左至右。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上增加了：

位置获取单元，用于获取轨道机车的当前位置；

控制单元，用于当轨道机车驶入回流间断区时，控制所述第一开关单元11和所述第二开关单元12闭合；当轨道机车驶离回流间断区时，控制所述第一开关单元11和所述第二开关单元12断开。

具体地，如图6所示，所述位置获取单元为沿车辆行驶方向分别布置在回流间断区两端的第一地面信标15和第二地面信标16。所述控制单元在接收到第一地面信标15发送的信号时判断轨道机车驶入回流间断区，控制所述第一开关单元11和所述第二开关单元12闭合。所述控制单元在接收到第二地面信标16发送的信号时判断轨道机车驶离回流间断区，控制所述第一开关单元11和所述第二开关单元12断开。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上增加了：

位置获取单元，用于获取轨道机车的当前位置；

控制单元，用于当轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；当轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开；所述回流过渡区位于回流连续区与回流间断区之间。

具体地，如图7和图8所示，所述位置获取单元为沿车辆行驶方向分别布置在回流连续区与回流过渡区的交界处、回流过渡区与回流连续区的交界处的第一地面信标15、第二地面信标16。所述控制单元在接收到第一地面信标发送的信号时判断轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区，控制所述第一开关单元11和所述第二开关单元12闭合。在接收到第二地面信标发送的信号时判断轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区，控制所述第一开关单元11和所述第二开关单元12断开。

由于控制单元发出指令到开关单元做出相应动作有一个反应时间，而机车运行速度相对较快，因此在回流连续区与回流间断区之间设置过渡区，从而确保在机车驶入回流间断区之前第一开关单元11和所述第二开关单元12就能闭合。

如图3所示，当轨道机车正常行驶(即行驶在回流连续区)时，第一开关单元11和第二开关单元12断开，轨道机车经第一回流装置9从回流轨8实现回流。如图7所示，当轨道机车到达回流连续区与回流过渡区的交界处，即第一地面信标15的设置位置时，控制单元接收到第一地面信标发送的信号，进而控制第一开关单元11和所述第二开关单元12闭合，此时的回流情况如图9所示。轨道机车继续前进，当进入到回流间断区时，轨道机车的回流情况如图4所示。轨道机车从回流间断区驶入到回流过渡区时，轨道机车的回流情况如图10所示。最后，当轨道机车到达回流过渡区与回流连续区的交界处，即第二地面信标16的设置位置时，控制单元接收到第二地面信标16发送的信号，进而控制第一开关单元11和所述第二开关单元12断开，此时的回流情况如图5所示。

事实上，在单一行驶方向的情况下，只有必要在机车从回流连续区驶入回流间断区时需要设置回流过渡区，机车从回流间断区驶入回流连续区时并没有必要设置回流过渡区，只要能保证第一开关单元11和第二开关单元12是在机车离开回流间断区之后再断开即可。但由于车辆有正向和反向两种行驶方向，如图7和图8所示，因此需要在回流间断区与其两端的回流连续区之间均设置回流过渡区，以保证两种行驶方向情况下机车均可正常运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种轨道机车回流轨切换系统，包括接触网、牵引单元、行走轨道、回流轨、第一回流装置以及用于将回流间断区中相邻两端回流轨电连接的短接装置；所述牵引单元的一端与所述接触网电连接，另一端通过第一回流装置与所述回流轨电连接；其特征在于：还包括行走轨、第二回流装置、第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元的一端与所述牵引单元的另一端电连接，另一端通过第二回流装置与所述行走轨电连接；所述第二开关单元的一端与所述短接装置电连接，另一端与所述行走轨电连接。

2.根据权利要求1所述的轨道机车回流轨切换系统，其特征在于，还包括：

位置获取单元，用于获取轨道机车的当前位置；

控制单元，用于当轨道机车驶入回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；当轨道机车驶离回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开。

3.根据权利要求2所述的轨道机车回流轨切换系统，其特征在于：所述位置获取单元为沿车辆行驶方向分别布置在回流间断区两端的第一地面信标和第二地面信标；所述控制单元在接收到第一地面信标发送的信号时判断轨道机车驶入回流间断区，在接收到第二地面信标发送的信号时判断轨道机车驶离回流间断区。

4.根据权利要求1所述的轨道机车回流轨切换系统，其特征在于，还包括：

位置获取单元，用于获取轨道机车的当前位置；

控制单元，用于当轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；当轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开；所述回流过渡区位于回流连续区与回流间断区之间。

5.根据权利要求4所述的轨道机车回流轨切换系统，其特征在于：所述位置获取单元为沿车辆行驶方向分别布置在回流连续区与回流过渡区的交界处、回流过渡区与回流连续区的交界处的第一地面信标、第二地面信标；所述控制单元在接收到第一地面信标发送的信号时判断轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区，在接收到第二地面信标发送的信号时判断轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区。

6.一种如权利要求1-4任一项所述轨道机车回流轨切换系统的控制方法，包括如下步骤：

获取轨道机车的当前位置；

当轨道机车驶入回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；

当轨道机车驶离回流间断区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开。

7.一种如权利要求5或6所述的轨道机车回流轨切换系统的控制方法，包括如下步骤：

获取轨道机车的当前位置；

当轨道机车从回流连续区驶入回流过渡区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元闭合；

当轨道机车从回流过渡区驶入回流连续区时，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元断开；所述回流过渡区位于回流连续区与回流间断区之间。

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