储能型高速重载列车及其滚动试验系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115963740A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310045875.2(22)申请日2023.01.30(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人李蔚韩锟张文璐(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113专利代理师郭立中王娟(51)Int.Cl.G05B17/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称储能型高速重载列车及其滚动试验系统(57)摘要本发明公开了一种储能型高速重载列车及其滚动试验系统，构建储能型列车控制与牵引动力学试验台，改变传统外部供电、列车控制与牵引动力学试验松耦合模式，构建储能系统模组、直流变换模组、高压电容支撑模组、传动模组、牵引驱动模组、辅助系统模组、可控升降桥架及引导轨模组、实时通信的信息处理及控制模组，基于轨道运行线路参数及列车的牵引/制动特性控制牵引滚动实验台滚动轮的运行，实现列车在地面滚动实验台上模拟真实环境的线路运行工况，并适应高速、重载列车牵引控制运行试验或不同线路条件的运行测试。CN115963740ACN115963740A权利要求书1/2页1.一种储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，包括：供电主回路；牵引传动系统，包括牵引驱动模组，与所述牵引驱动模组连接的牵引电机；所述牵引电机与变矩传动模组连接；所述变矩传动模组通过电磁离合器驱动对应轮对转动；所述牵引驱动模组与所述供电主回路电连接；辅助系统，包括用于冷却所述牵引驱动模组的牵引变流器风机，用于冷却所述牵引电机的牵引电机通风机，用于冷却所述变矩传动模组的齿轮箱冷却站；所述牵引变流器风机、牵引电机通风机、齿轮箱冷却站均与交流电源连接；升降桥架及引导轨系统，包括与所述交流电源连接的液压系统，所述液压系统用于驱动升降桥架及引导轨；所述供电主回路、牵引传动系统、辅助系统、升降桥架及引导轨系统均与信息处理及控制系统通信。2.根据权利要求1所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，所述供电主回路系统包括依次连接的高压电容支撑模组、直流三电平变换模组、储能系统模组和充电机；所述高压电容支撑模组、直流三电平变换模组、储能系统模组均与所述信息处理及控制系统通信。3.根据权利要求1所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，所述变矩传动模组包括高速齿轮箱和中速齿轮箱；所述高速齿轮箱通过同步联轴节与所述中速齿轮箱连接；所述高速齿轮箱通过第一电磁离合器控制第一轮对转动；所述中速齿轮箱通过第二电磁离合器控制第二轮对转动。4.根据权利要求1所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，所述液压系统包括液压站；所述液压站与所述交流电源电连接；所述液压站通过第一液压阀、第二液压阀与液压缸连通；所述液压缸用于驱动桥架及引导轨系统抬升或下降。5.根据权利要求1所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，所述信息处理及控制系统向所述牵引驱动模组发送牵引/制动指令、调速级位信号、运行方向信号、外部充电短接状况信号、主接触器状况信号、电机转速信号、温度信号，控制牵引驱动模组运行，同时获取牵引驱动模组的牵引/制动力矩、牵引逆变电压、电机电流、温度、逆变电力电子器件运行工况反馈信息；以及，采集牵引电机的温度及速度信号进行牵引控制。6.根据权利要求1所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，所述信息处理及控制系统控制液压站启动/停止，通过抬升控制液压阀向升/降液压缸充油，以及控制下降控制液压阀得电，向升/降液压缸HC排油。7.根据权利要求1所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，所述信息处理及控制系统控制第一电磁离合器、第二电磁离合器接合/分离，并获取第一轮对及第二轮对的转速、振动频谱及温度。8.根据权利要求1～7之一所述的储能型高速重载列车滚动试验系统，其特征在于，信息处理及控制系统包括：平台资源虚拟化层PRVL，用于构建虚拟化线路所需的设备，完成运行场景的构建，并与地面牵引滚动运行支撑层GTRL交换列车属性、运行线路区段及列车目标‑距离曲线、线路纵断面、线路限速、线路环境信息；2CN115963740A权利要求书2/2页地面牵引滚动运行支撑层GTRL，用于在构建的运行场景内模拟列车运行，即模拟列车在区间线路内以约束条件运行，所述约束条件包括所试验列车对应的列车目标‑距离曲线、线路纵断面、线路限速、线路环境场景；车‑地异地实时数据联动层VGDL，用于实现地面牵引滚动运行支撑层GTRL与半实物仿真及数据注入层HSIL的数据交互；半实物仿真及数据注入层HSIL，输入为列车实验运行的牵引/制动特性曲线，列车牵引/制动的包络线，根据列车运行工况‑线路纵断面参数进行列