CN115626066A - 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置 - Google Patents

一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115626066A
CN115626066A CN202211288919.6A CN202211288919A CN115626066A CN 115626066 A CN115626066 A CN 115626066A CN 202211288919 A CN202211288919 A CN 202211288919A CN 115626066 A CN115626066 A CN 115626066A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
motor
train
torque
load motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211288919.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115626066B (zh
Inventor
陈天宇
徐春梅
何苗
刁利军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Original Assignee
CRRC Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Changchun Railway Vehicles Co Ltd filed Critical CRRC Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Priority to CN202211288919.6A priority Critical patent/CN115626066B/zh
Priority to PCT/CN2022/134725 priority patent/WO2024082382A1/zh
Publication of CN115626066A publication Critical patent/CN115626066A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115626066B publication Critical patent/CN115626066B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本申请公开了一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置，该方法包括：针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，通过负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速；通过负载电机的转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系，计算得到牵引电机的转矩限定值；通过由负载电机的转速限定值决定的牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。该方法中牵引电机的转矩并不会影响负载电机的转速，一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。

Description

一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置
技术领域
本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置。
背景技术
现阶段，对高铁、地铁等列车牵引系统进行研究时，通常需要对牵引系统进行建模与仿真。为了仿真牵引系统中牵引电机的出力特性，需要模拟牵引电机的负载部分。
现有技术中，采用轴联对拖的牵引电机和负载电机，实现牵引系统的建模与仿真。对于轴联对拖的牵引电机和负载电机而言，牵引电机需要输入一定的转矩，负载电机需要输入一定的转速。
但是，牵引电机和负载电机的轴联关系必然导致牵引电机和负载电机的转速相同，输入牵引电机的转矩会影响负载电机的转速，输入负载电机的转速又影响牵引电机的转矩，导致轴联对拖的牵引电机和负载电机出现转速转矩耦合问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置，一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于电机对拖的转速转矩控制方法，所述方法包括：
针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，根据所述负载电机的转速限定值，控制所述负载电机的转速；
根据所述负载电机的转速限定值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值，所述负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，所述角速度与所述角速度的加速度之间的第二对应关系，以及所述列车的阻力力矩、所述列车的转动惯量值、所述加速度与所述牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值；
根据所述牵引电机的转矩限定值控制所述牵引电机的转矩。
可选的，所述根据所述负载电机的转速限定值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值，所述负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，所述角速度与所述角速度的加速度之间的第二对应关系，以及所述列车的阻力力矩、所述列车的转动惯量值、所述加速度与所述牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值，包括：
根据所述负载电机的转速限定值、所述第一对应关系和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值；
根据所述角速度的加速度值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值和所述第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值。
可选的，所述根据所述负载电机的转速限定值、所述第一对应关系和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值，包括：
根据所述负载电机的转速限定值和所述第一对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度值；
根据所述负载电机的角速度值和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值。
可选的，所述负载电机的转速限定值的获得步骤，具体为：
根据所述列车的限速曲线中的限定速度值、所述列车的车轮半径值，以及转速、所述列车的车轮半径与所述列车的速度之间的第四对应关系进行计算，获得所述负载电机的转速限定值。
可选的，所述列车的阻力力矩值的获得步骤，具体为：
对所述列车的所受阻力值和所述列车的车轮半径值进行求积计算，获得所述列车的阻力力矩值。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于电机对拖的转速转矩控制装置，所述装置包括：控制单元和计算单元；
所述控制单元，用于所述针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，根据所述负载电机的转速限定值，控制所述负载电机的转速；
所述计算单元，用于根据所述转速限定值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值，所述负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，所述角速度与所述角速度的加速度之间的第二对应关系，以及所述列车的阻力力矩、所述列车的转动惯量值、所述加速度与所述牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值；
所述控制单元，还用于根据所述牵引电机的转矩限定值控制所述牵引电机的转矩。
可选的，所述计算单元包括第一计算子单元和第二计算子单元；
所述第一计算子单元，用于根据所述负载电机的转速限定值、所述第一对应关系和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值；
所述第二计算子单元，用于根据所述角速度的加速度值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值和所述第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值。
可选的，所述第一计算子单元包括第一计算模块和第二计算模块；
所述第一计算模块，用于根据所述负载电机的转速限定值和所述第一对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度值；
所述第二计算模块，用于根据所述负载电机的角速度值和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述第一方面所述的基于电机对拖的转速转矩控制方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码被处理器执行时，执行上述第一方面所述的基于电机对拖的转速转矩控制方法。
与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：
采用本申请实施例的技术方案，首先，针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，通过负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速；然后，通过负载电机的转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系，计算得到牵引电机的转矩限定值；最后，通过牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。可见，按照负载电机的转速限定值控制负载电机的转速，由负载电机的转速限定值结合列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值、第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，计算牵引电机的转矩限定值；由于牵引电机的转矩限定值是由负载电机的转速限定值决定的，按照牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩，并不会影响负载电机的转速，一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例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申请中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中一种应用场景所涉及的系统框架示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于电机对拖的转速转矩控制方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种列车的限速曲线的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩输入示意图；
图5为本申请实施例提供的一种基于电机对拖的转速转矩控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
目前，通常采用轴联对拖的牵引电机和负载电机，实现高铁、地铁等列车牵引系统的建模与仿真。对于轴联对拖的牵引电机和负载电机而言，牵引电机需要输入一定的转矩，负载电机需要输入一定的转速。但是，经过研究发现，牵引电机和负载电机的轴联关系必然导致牵引电机和负载电机的转速相同，输入牵引电机的转矩会影响负载电机的转速，输入负载电机的转速又影响牵引电机的转矩，导致轴联对拖的牵引电机和负载电机出现转速转矩耦合问题。
为了解决这一问题，在本申请实施例中，针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，通过负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速；通过负载电机的转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系，计算得到牵引电机的转矩限定值；通过牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。可见，按照负载电机的转速限定值控制负载电机的转速，由负载电机的转速限定值结合列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值、第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，计算牵引电机的转矩限定值；由于牵引电机的转矩限定值是由负载电机的转速限定值决定的，按照牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩，并不会影响负载电机的转速，一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。
举例来说，本申请实施例的场景之一，可以是应用到如图1所示的场景中。该场景包括控制器100和牵引系统200，控制器100执行本申请实施例提供的实施方式，实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。
图1中牵引系统200从25kV交流电牵引接触网受电，依次经过牵引变压器、四象限整流器(4QC)和牵引变流器(TC)，为牵引电机(M1)供电，以及依次经过牵引变压器、四象限整流器(4QC)和牵引变流器(TC)，为负载电机(M2)供电，M1和M2采用轴联对拖方式连接。牵引变压器的主要功能是将25kV交流电降压为合适的交流电压，并且为4QC提供输入；4QC的主要功能是将变压器降压所提供的交流电压整流为直流，此外，牵引系统需要通过控制4QC来保持系统中间环节电压的恒定，使功率因数接近为1且电流波形接近正弦，可以根据应用场景不同采用两电平并联双重化或三电平的拓扑结构；TC的主要功能是将4QC提供的稳定直流电压逆变为交流电，为后续的M1提供动力，可以采用两电平或三电平等多种拓扑结构。
首先，在上述应用场景中，虽然将本申请实施例提供的实施方式的动作描述由控制器100执行；但是，本申请实施例在执行主体方面不受限制，只要执行了本申请实施例提供的实施方式所公开的动作即可。
其次，上述场景仅是本申请实施例提供的一个场景示例，本申请实施例并不限于此场景。
下面结合附图，通过实施例来详细说明本申请实施例中基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置的具体实现方式。
参见图2，示出了本申请实施例中一种基于电机对拖的转速转矩控制方法的流程示意图。在本实施例中，方法例如可以包括以下步骤：
步骤201：针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，根据负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速。
本申请实施例中，对于轴联对拖的牵引电机和负载电机而言，负载电机需要输入一定的转速，即，可以获得负载电机的转速限定值，按照负载电机的转速限定值控制负载电机的转速。
其中，负载电机需要跟随列车的限速曲线，列车的限速曲线限定列车的速度，而负载电机的转速、列车的车轮半径与列车的速度之间具有一定的对应关系，即，第四对应关系；基于此，将列车的限速曲线中的限定速度值和列车的车轮半径值输入前述第四对应关系，即可计算输出负载电机的转速限定值。因此，在本申请实施例一种可选的实施方式中，负载电机的转速限定值的获得步骤例如具体可以为：根据列车的限速曲线中的限定速度值、列车的车轮半径值，以及转速、列车的车轮半径与列车的速度之间的第四对应关系进行计算，获得负载电机的转速限定值。
其中，参见图3所示的一种列车的限速曲线的示意图。图3表示列车相邻车站之间速度-时间(v-t)的函数曲线，其中，0-t1时刻表示列车工作在牵引工况下，列车具有一定的加速度并加速行驶；t1-t2时刻表示列车工作在巡航工况下，此时列车为恒速行驶，加速度为0，列车的牵引力只克服列车阻力工作；t2-t3时刻表示列车工作在惰行工况下，此时列车牵引力降低为0；t3-t4时刻表示列车工作在减速制动工况下，此时，牵引电机工作在发电机的状态。
具体地，负载电机的转速、列车的车轮半径与列车的速度的对应关系如下所示：
Figure BDA0003900614090000071
其中，n表示负载电机的转速，R表示列车的车轮半径，v表示列车的速度。
经过变换得到如下第四对应关系：
Figure BDA0003900614090000072
步骤202：根据负载电机的转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、列车的转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得牵引电机的转矩限定值。
本申请实施例中，考虑到负载电机的转速与角速度之间具有一定的对应关系，即，第一对应关系，负载电机的角速度与角速度的加速度之间具有一定的对应关系，即，第二对应关系，列车的阻力力矩、列车的转动惯量值、负载电机的角速度的加速度与牵引电机的转矩之间具有一定的对应关系，即，第三对应关系；在步骤201中负载电机的转速限定值的基础上，结合列车的转动惯量值和列车的阻力力矩值，通过前述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，即可计算得到牵引电机的转矩限定值。即，牵引电机的转矩限定值是由负载电机的转速限定值决定的。
在步骤202具体实施时，首先，基于负载电机的转速限定值，通过负载电机的角速度与角速度的加速度之间的第一对应关系，以及负载电机的角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，可以计算得到负载电机的角速度的加速度值；然后，将负载电机的角速度的加速度值，结合列车的转动惯量值和列车的阻力力矩值，输入列车的阻力力矩、列车的转动惯值、负载电机的角速度的加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系，可以计算输出牵引电机的转矩限定值。因此，在本申请实施例一种可选的实施方式中，步骤202例如可以包括如下步骤A-步骤B：
步骤A：根据负载电机的转速限定值、第一对应关系和第二对应关系进行计算，获得负载电机的角速度的加速度值。
其中，在步骤A具体实施时，首先，将负载电机的转速限定值输入负载电机的角速度与角速度的加速度之间的第一对应关系，可以计算输出负载电机的角速度值；然后，将负载电机的角速度值输入负载电机的角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，可以计算输出负载电机的角速度的加速度值。因此，在本申请实施例一种可选的实施方式中，步骤A例如可以包括如下步骤A1-步骤A2：
步骤A1：根据负载电机的转速限定值和第一对应关系进行计算，获得负载电机的角速度值。
具体地，负载电机的角速度与角速度的加速度之间的第一对应关系如下所示：
Figure BDA0003900614090000081
其中，n表示负载电机的转速，ω表示负载电机的角速度。
步骤A2：根据负载电机的角速度值和第二对应关系进行计算，获得负载电机的角速度的加速度值。
具体地，负载电机的角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系如下所示：
Figure BDA0003900614090000091
其中，ω表示负载电机的角速度，β表示负载电机的角速度的加速度。
步骤B：根据角速度的加速度值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值和第三对应关系进行计算，获得牵引电机的转矩限定值。
具体地，列车的阻力力矩、列车的转动惯量、负载电机的角速度的加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系如下所示：
T-Tf＝Jβ
其中，β表示负载电机的角速度的加速度，J表示列车的转动惯量，Tf表示列车的阻力力矩，T表示牵引电机的转矩。
综上，由前述第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，可以推导如下对应关系：
Figure BDA0003900614090000092
参见图4所示的一种轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩输入示意图，其中，M1为牵引电机，M2为负载电机，n为负载电机的转速，采用负载电机的转速限定值作为输入，T为牵引电机的转矩，采用牵引电机的转矩限定值作为输入，牵引电机的转矩限定值是基于负载电机的转速限定值的输入，按照上述对应关系，通过微分环节和比例系数输出后，结合列车的阻力力矩值得到的。其中，微分环节可以产生超前的控制作用，可以在一定程度上减少超调，减少调节时间，改善动态响应。
需要说明的是，列车的阻力力矩实际上是列车的所受阻力与列车的车轮半径的乘积，则列车的所受阻力值和列车的车轮半径值的乘积为列车的阻力力矩值。因此，在本申请实施例一种可选的实施方式中，列车的阻力力矩值的获得步骤例如具体可以为：对列车的所受阻力值和列车的车轮半径值进行求积计算，获得列车的阻力力矩值。
具体地，列车的阻力力矩、列车的所受阻力和列车的车轮半径之间的对应关系如下所示：
Tf＝FfR
其中，Tf表示列车的阻力力矩，Ff表示列车的所受阻力，R表示列车的车轮半径。
步骤203：根据牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。
本申请实施例中，由于步骤202获得的牵引电机的转矩限定值是由负载电机的转速限定值决定的，按照牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩，并不会影响负载电机的转速，从而在一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。
通过本实施例提供的各种实施方式，首先，针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，通过负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速；然后，通过负载电机的转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系，计算得到牵引电机的转矩限定值；最后，通过牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。可见，按照负载电机的转速限定值控制负载电机的转速，由负载电机的转速限定值结合列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值、第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，计算牵引电机的转矩限定值；由于牵引电机的转矩限定值是由负载电机的转速限定值决定的，按照牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩，并不会影响负载电机的转速，一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦，从而保障轴联对拖的牵引电机和负载电机的稳定性。
参见图5，示出了本申请实施例中一种基于电机对拖的转速转矩控制装置的结构示意图。在本实施例中，装置例如具体可以包括：控制单元501和计算单元502；
控制单元501，用于针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，根据负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速；
计算单元502，用于根据转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、列车的转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得牵引电机的转矩限定值；
控制单元501，还用于根据牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。
在本申请实施例一种可选的实施方式中，计算单元502包括：第一计算子单元和第二计算子单元；
第一计算子单元，用于根据负载电机的转速限定值、第一对应关系和第二对应关系进行计算，获得负载电机的角速度的加速度值；
第二计算子单元，用于根据角速度的加速度值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值和第三对应关系进行计算，获得牵引电机的转矩限定值。
在本申请实施例一种可选的实施方式中，第一计算子单元包括：第一计算模块和第二计算模块；
第一计算模块，用于根据负载电机的转速限定值和第一对应关系进行计算，获得负载电机的角速度值；
第二计算模块，用于根据负载电机的角速度值和第二对应关系进行计算，获得负载电机的角速度的加速度值。
在本申请实施例一种可选的实施方式中，计算单元502，还用于：
根据列车的限速曲线中的限定速度值、列车的车轮半径值，以及转速、列车的车轮半径与列车的速度之间的第四对应关系进行计算，获得负载电机的转速限定值。
在本申请实施例一种可选的实施方式中，计算单元502，还用于：
对列车的所受阻力值和列车的车轮半径值进行求积计算，获得列车的阻力力矩值。
通过本实施例提供的各种实施方式，首先，针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，通过负载电机的转速限定值，控制负载电机的转速；然后，通过负载电机的转速限定值、列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值，负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，角速度与角速度的加速度之间的第二对应关系，以及列车的阻力力矩、转动惯量、加速度与牵引电机的转矩之间的第三对应关系，计算得到牵引电机的转矩限定值；最后，通过牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩。可见，按照负载电机的转速限定值控制负载电机的转速，由负载电机的转速限定值结合列车的转动惯量值、列车的阻力力矩值、第一对应关系、第二对应关系和第三对应关系，计算牵引电机的转矩限定值；由于牵引电机的转矩限定值是由负载电机的转速限定值决定的，按照牵引电机的转矩限定值控制牵引电机的转矩，并不会影响负载电机的转速，一定程度上实现轴联对拖的牵引电机和负载电机转速转矩解耦。
此外，本申请实施例还提供了一种计算机设备，计算机设备包括处理器以及存储器：
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器用于根据程序代码中的指令执行上述方法实施例的基于电机对拖的转速转矩控制方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码被处理器执行时，执行上述方法实施例的基于电机对拖的转速转矩控制方法。
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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
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。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。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于电机对拖的转速转矩控制方法，其特征在于，包括：
针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，根据所述负载电机的转速限定值，控制所述负载电机的转速；
根据所述负载电机的转速限定值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值，所述负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，所述角速度与所述角速度的加速度之间的第二对应关系，以及所述列车的阻力力矩、所述列车的转动惯量值、所述加速度与所述牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值；
根据所述牵引电机的转矩限定值控制所述牵引电机的转矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述负载电机的转速限定值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值，所述负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，所述角速度与所述角速度的加速度之间的第二对应关系，以及所述列车的阻力力矩、所述列车的转动惯量值、所述加速度与所述牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值，包括：
根据所述负载电机的转速限定值、所述第一对应关系和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值；
根据所述角速度的加速度值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值和所述第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述负载电机的转速限定值、所述第一对应关系和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值，包括：
根据所述负载电机的转速限定值和所述第一对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度值；
根据所述负载电机的角速度值和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载电机的转速限定值的获得步骤，具体为：
根据所述列车的限速曲线中的限定速度值、所述列车的车轮半径值，以及转速、所述列车的车轮半径与所述列车的速度之间的第四对应关系进行计算，获得所述负载电机的转速限定值。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述列车的阻力力矩值的获得步骤，具体为：
对所述列车的所受阻力值和所述列车的车轮半径值进行求积计算，获得所述列车的阻力力矩值。
6.一种基于电机对拖的转速转矩控制装置，其特征在于，包括：控制单元和计算单元；
所述控制单元，用于所述针对轴联对拖的牵引电机和负载电机，根据所述负载电机的转速限定值，控制所述负载电机的转速；
所述计算单元，用于根据所述转速限定值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值，所述负载电机的转速与角速度之间的第一对应关系，所述角速度与所述角速度的加速度之间的第二对应关系，以及所述列车的阻力力矩、所述列车的转动惯量值、所述加速度与所述牵引电机的转矩之间的第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值；
所述控制单元，还用于根据所述牵引电机的转矩限定值控制所述牵引电机的转矩。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：第一计算子单元和第二计算子单元；
所述第一计算子单元，用于根据所述负载电机的转速限定值、所述第一对应关系和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值；
所述第二计算子单元，用于根据所述角速度的加速度值、所述列车的转动惯量值、所述列车的阻力力矩值和所述第三对应关系进行计算，获得所述牵引电机的转矩限定值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一计算子单元包括：第一计算模块和第二计算模块；
所述第一计算模块，用于根据所述负载电机的转速限定值和所述第一对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度值；
所述第二计算模块，用于根据所述负载电机的角速度值和所述第二对应关系进行计算，获得所述负载电机的角速度的加速度值。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-5任一项所述的基于电机对拖的转速转矩控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码被处理器执行时，执行权利要求1-5任一项所述的基于电机对拖的转速转矩控制方法。
CN202211288919.6A 2022-10-20 2022-10-20 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置 Active CN115626066B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211288919.6A CN115626066B (zh) 2022-10-20 2022-10-20 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置
PCT/CN2022/134725 WO2024082382A1 (zh) 2022-10-20 2022-11-28 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211288919.6A CN115626066B (zh) 2022-10-20 2022-10-20 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115626066A true CN115626066A (zh) 2023-01-20
CN115626066B CN115626066B (zh) 2024-05-28

Family

ID=84905845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211288919.6A Active CN115626066B (zh) 2022-10-20 2022-10-20 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115626066B (zh)
WO (1) WO2024082382A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825520A (zh) * 2009-10-27 2010-09-08 华中科技大学 一种铁路牵引机车整车试验装置
CN205049355U (zh) * 2015-10-04 2016-02-24 李华柏 一种能量互馈式交流牵引传动试验系统
CN110850293A (zh) * 2020-01-15 2020-02-28 季华实验室 一种基于力矩闭环的伺服电机对拖检测系统
WO2020169919A1 (fr) * 2019-02-18 2020-08-27 Lohr Industrie Procede et systeme de pilotage d'un essieu electrique d'une remorque ou semi-remorque
DE102019220401A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung eines Schleppmoments eines motorisierten Fahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung
CN113092141A (zh) * 2020-01-08 2021-07-09 株洲中车时代电气股份有限公司 轨道交通车辆整车滚动试验台的惯量模拟试验系统及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4128707B2 (ja) * 1999-11-11 2008-07-30 財団法人鉄道総合技術研究所 鉄道車輪接触試験装置
KR100721607B1 (ko) * 2005-11-22 2007-05-23 한국철도기술연구원 전기적인 공전활주 모의장치
CN110320057A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 株洲中车时代电气股份有限公司 一种轨道交通牵引系统试验方法及系统
CN108663223B (zh) * 2018-06-21 2020-12-04 中车青岛四方车辆研究所有限公司 牵引试验台
CN113324771A (zh) * 2020-02-28 2021-08-31 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车线路阻力模拟试验系统及试验方法
CN111969784B (zh) * 2020-07-21 2022-08-26 南京邮电大学 纯电动汽车驱动电机加载测试系统及控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825520A (zh) * 2009-10-27 2010-09-08 华中科技大学 一种铁路牵引机车整车试验装置
CN205049355U (zh) * 2015-10-04 2016-02-24 李华柏 一种能量互馈式交流牵引传动试验系统
WO2020169919A1 (fr) * 2019-02-18 2020-08-27 Lohr Industrie Procede et systeme de pilotage d'un essieu electrique d'une remorque ou semi-remorque
DE102019220401A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung eines Schleppmoments eines motorisierten Fahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung
CN113092141A (zh) * 2020-01-08 2021-07-09 株洲中车时代电气股份有限公司 轨道交通车辆整车滚动试验台的惯量模拟试验系统及方法
CN110850293A (zh) * 2020-01-15 2020-02-28 季华实验室 一种基于力矩闭环的伺服电机对拖检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN115626066B (zh) 2024-05-28
WO2024082382A1 (zh) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Spiryagin et al. Simplified and advanced modelling of traction control systems of heavy-haul locomotives
CN109375510B (zh) 一种用于高速列车的自适应滑模容错控制方法
de Jesús Rubio et al. Uniform stable observer for the disturbance estimation in two renewable energy systems
Perez et al. Combined active steering and traction for mechatronic bogie vehicles with independently rotating wheels
CN106464182A (zh) 交流旋转电机的控制装置和控制方法、以及电动助力转向装置
CN208530558U (zh) 一种重载机车牵引总量一致的控制装置
CN103684183A (zh) 异步电机转速估计方法
Conti et al. A numerical model of a HIL scaled roller rig for simulation of wheel–rail degraded adhesion condition
CN115626066A (zh) 一种基于电机对拖的转速转矩控制方法和相关装置
CN113098058B (zh) 一种转动惯量自适应优化控制方法、装置、设备及介质
CN116118822B (zh) 一种列车编组运行时的主动避碰控制方法、系统及介质
CN106004513A (zh) 用于提高行驶阻力评价性能的电动机速度控制方法和系统
CN107161032A (zh) 电动车驱动电机振动抑制控制方法和系统
CN106655962A (zh) 基于极限学习机的电动汽车异步电机驱动系统控制方法
CN103345159A (zh) 基于神经网络自适应逆的混合动力车bsg系统控制方法
CN113682147B (zh) 一种控制电液复合踏板的方法及装置
CN113428195B (zh) 列车自动控制方法及装置
CN108880379A (zh) 一种直线牵引电机无速度传感器控制系统速度估计方法
CN113085552B (zh) 车辆电机的母线电压控制方法、系统
CN108791324B (zh) 一种重载机车牵引总量一致系统及控制分配方法
JP6954062B2 (ja) 電動車両の制御方法、及び、制御装置
CN105599705A (zh) 电动汽车的不对等式变周期动态调节网络化控制装置
CN106464170A (zh) 用于转子磁通取向设备控制的四象限电压限制器
CN109494718A (zh) 考虑阻尼的复杂电力系统紧急控制方法
JP6730057B2 (ja) 電気車制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant