[发明专利]一种变频控制的车辆制动装置、控制方法和轨交车辆

说明书

本发明涉及一种变频控制的车辆制动装置，包括温度采集组件、制动电阻、制动电阻风机以及分别与电阻片和制动电阻风机连接的风机控制箱，所述的风机控制箱内设置转速控制组件，所述的转速控制组件包括相互连接的微计算机和变频器，所述的微计算机与温度采集组件连接，所述的变频器与制动电阻风机连接，所述的温度采集组件安装于制动电阻出风口电阻片处，所述的制动电阻风机正对制动电阻，所述的微计算机用于控制变频器驱制动电阻风机运转，与现有技术相比，本发明具有提高电能利用率和降低风机噪声等优点。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其是涉及一种变频控制的制动电阻风机控制系统、方法和轨交车辆。

背景技术

制动电阻现广泛应用于列车再生制动过程中，其可以消耗多余的再生电能转化为热能耗散，而热能的产生会使制动电阻温度迅速升高，为避免电阻片受热变形而导致电阻器短路，通常使用风机旋转产生低压迫使空气加速流动的方式为电阻片降温。

然而，目前使用的列车制动电阻散热风机多数采用定速控制，即只要制动电阻投入使用，制动电阻风机也相应启动，且制动电阻风机一直处于高速旋转状态。少数采用分级运转的模式，即通过测量电阻片工作温度控制风机处于高速、低速或停机状态。前者将导致制动电阻在小功率运行时风机仍然高速旋转浪费电能且风机的高速运转将产生巨大的噪声污染，后者对上述弊端虽然一定程度上节约了能源降低了噪声，但仍有进一步优化的空间。

综上所述，如何最大化提高电能利用率降低风机旋转产生的噪声是目前本领域中亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高电能利用率并降低风机噪声的变频控制的车辆制动装置、控制方法和轨交车辆。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变频控制的车辆制动装置，包括温度采集组件、制动电阻、制动电阻风机以及分别与制动电阻和制动电阻风机连接的风机控制箱，所述的风机控制箱内设置转速控制组件，所述的转速控制组件包括相互连接的微计算机和变频器，所述的微计算机与温度采集组件连接，所述的变频器与制动电阻风机连接，所述的温度采集组件安装于制动电阻出风口电阻片处，所述的制动电阻风机正对制动电阻，所述的微计算机用于控制变频器驱制动电阻风机运转；

所述的温度采集组件采集工作中制动电阻的实时温度并发送至微计算机，所述的微计算机根据接收到的温度信号输出控制信号至变频器，所述的变频器根据控制信号驱动风机运转并控制其转速。根据制动电阻温度的变化实时控制风机功率，使得制动电阻在正常工况下工作时以最低能耗保持电阻片温度在安全合理范围之内。

进一步地，所述的温度采集组件包括第一温度传感器、第二温度传感器和温度采集器，所述的第一温度传感器和第二温度传感器分别安装于制动电阻出风口电阻片处，且分别与温度采集器连接，所述的温度采集器设置于风机控制箱内；

所述的第一温度传感器和第二温度传感器分别测量得到同一时刻电阻片的温度，得到第一温度和第二温度。

进一步优选地，所述的第一温度传感器和第二温度传感器分别为热电偶温度传感器，所述的第一温度传感器和第二温度传感器紧贴于制动电阻出风口电阻片上。

更进一步地，当第一温度和第二温度之差的绝对值大于设定阈值时，所述的微计算机判断温度采集组件故障，通过变频器控制制动电阻风机满功率运行；对温度采集组件的故障判断可避免由于温度采集组件失灵，导致风机不能给电阻有效降温而造成的制动电阻损坏，提高了制动电阻风机控制的可靠性。

当第一温度和第二温度之差的绝对值小于等于设定阈值时，所述的微计算机计算第一温度和第二温度的均值，得到平均温度作为制动电阻的温度，并根据该温度控制制动电阻风机运行功率。

优选地，所述的微计算机通过A/D转换器与温度采集器连接，并通过D/A转换器与变频器连接，所述的微计算机的型号为IPC-606。