[发明专利]带限压限流保护的内燃机车恒功率控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种大功率内燃机车功率控制方法和装置，尤其是一种可降低司控人员劳动强度、排除人为的安全隐患、使机车安全、可靠、高效运行的带限压限流保护的内燃机车恒功率控制方法。

背景技术：

以往的内燃机车恒功率控制通常采用模拟电路和开环控制的方法，不仅控制工况范围有限，而且容易受环境因素改变影响控制精度，电气系统冲击较大，无法实现极限情况下的控制和保护功能，不能实现柴油机完全按照最优功率曲线工作。以上所述缺点已逐渐成为影响内燃机车安全、可靠运行的瓶颈之一。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可降低司控人员劳动强度、排除人为的安全隐患、使机车安全、可靠、高效运行的带限压限流保护的内燃机车恒功率控制方法。

本发明的技术解决方案是：一种带限压限流保护的内燃机车恒功率控制方法，其特征在于按如下步骤进行：

a.检测当前柴油机转速值、主发动机电流反馈值、电压反馈值并计算功率反馈值；

b.计算当前柴油机转速下的限流、限压、限功率值；

c.确定当前电流、电压、功率值基准值；

d.根据当前主发动机电流反馈值、电压反馈值及功率反馈值，确定PI调节参数；

e.将电流基准值及反馈值输入限流PI调节器，将电压基准值及反馈值输入限压PI调节器，将功率基准值及反馈值输入限功率PI调节器；

f.将限流PI调节器、限压PI调节器、限功率PI调节器的输出值进行比较，取其中最小值；

g.计算PWM控制参数；

h.生成励磁控制信号，对励磁机进行控制。

在b步骤后进行是否需要降低限功率值判断，是则进行降低功率限值。

本发明采用电流、电压、功率三个闭环相互比较的方法控制PI调节输出，通过PWM方式实现精确控制。可根据当前工况，通过输出比较的方式实现了PI调节策略的自动选择和无扰动切换，能够实现主发电机恒限压、恒限流控制，确保柴油机稳定工作和主电路的安全、可靠，从而提高内燃机车的整体牵引性能和运行的可靠性，同时也大大降低了司控人员的劳动强度和人为的安全隐患。

附图说明：

图1是本发明实施例的程序流程图。

图2是本发明实施例的电路原理框图。

具体实施方式：

实施例1：

本发明实施例设备连接如图2所示：设有16位单片机(Intel87C196)，励磁机、主发电机、整流柜的输出信号通过信号处理电路与单片机相接，单片机的输出再与励磁机相接。

具体控制方法按照1所示的流程进行，

a.从励磁机取值，以完成对当前柴油机转速值的检测；从主发电机输出检测主发电机电流反馈值、从整流柜的输出检测电压反馈值，将得到的检测值通过滤波、模数转换等信号处理电路处理后，输入至单片机，单片机计算电流、电压乘积，即计算出功率反馈值并存储所取得的柴油机转速值、电流反馈值、电压反馈值、功率反馈值；

b.单片机根据当前柴油机转速，通过单片机中设置的电压、电流、功率基准器生成出相应的电压、电流和功率限值，即计算当前柴油机转速下的限流、限压、限功率值；

c.通过单片机中设置的电压、电流、功率的加减载控制器，确定当前电流、电压、功率值基准值；

d.根据当前主发动机电流反馈值、电压反馈值及功率反馈值，确定PI调节参数，以保证控制系统具有优良的瞬态和稳态性能；PI调节参数即PI调节器的Kp，比例放大系数，Ki积分放大系数，其参考值是通过理论计算结合大量实验获得的；

e.将电流基准值及反馈值输入限流PI调节器，将电压基准值及反馈值输入限压PI调节器，将功率基准值及反馈值输入限功率PI调节器；限流PI调节器、限压PI调节器及限功率PI调节器均有单片机完成；

f.将限流PI调节器、限压PI调节器、限功率PI调节器的输出值进行比较，取其中最小值；

g.计算PWM控制参数；

生成励磁控制信号，对励磁机进行控制，使主发电机输出为恒功率、恒电压或恒电流。

实施例2：

基本结构及步骤同实施例1，与实施例1所不同的是在b步骤后进行是否需要降低限功率值判断，如果需要就要对柴油机转速下的限流、限压、限功率值进行降低功率限值。