專(zhuān)利名稱(chēng)：軌行機(jī)車(chē)的停車(chē)制動(dòng)器的制作方法
軌行機(jī)車(chē)的停車(chē)制動(dòng)器
本發(fā)明涉及一種軌道上運(yùn)行的機(jī)車(chē)的停車(chē)制動(dòng)器，其中，停車(chē)制動(dòng)器借 助至少一臺(tái)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，該電機(jī)有一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子。
在鐵路交通中使用機(jī)車(chē)，用來(lái)牽引貨車(chē)或客車(chē)。對(duì)于允許運(yùn)行客車(chē)的電 動(dòng)和軌行機(jī)車(chē)，除了常用的發(fā)電式電制動(dòng)器外還有氣動(dòng)、液壓或電操縱的機(jī) 械式(備用)制動(dòng)器。對(duì)于常用的發(fā)電式電制動(dòng)器，機(jī)車(chē)的永磁同步電動(dòng)機(jī)可 以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，它在轉(zhuǎn)子上有永久磁鐵。運(yùn)行時(shí)只借助常用的發(fā)電式電 制動(dòng)器將機(jī)車(chē)置于停車(chē)狀態(tài)。在車(chē)站或在停車(chē)站一旦車(chē)輛處于停車(chē)狀態(tài)便使
用機(jī)械式制動(dòng)器。因此，機(jī)械式制動(dòng)器用作停車(chē)制動(dòng)器。在車(chē)站，停車(chē)制動(dòng) 器的功能必須在工作上非?？煽康貙?shí)現(xiàn)，因?yàn)樵诼每蛽Q乘時(shí)車(chē)輛在任何情況 下均不允許無(wú)意中運(yùn)動(dòng)。
例如由EP0875433B1已知，可以如何設(shè)計(jì)用于鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛的機(jī)械式 停車(chē)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。由US5564795已知，可以如何設(shè)計(jì)氣動(dòng)停車(chē)制動(dòng)器及其 控制裝置的結(jié)構(gòu)。在這兩種情況下的停車(chē)制動(dòng)器其機(jī)械結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。
當(dāng)然，在操縱和松開(kāi)軌行機(jī)車(chē)的氣動(dòng)停車(chē)制動(dòng)器時(shí)要耗用大量壓縮空 氣，它們必須昂貴和效率低下地用一個(gè)電動(dòng)式壓縮機(jī)產(chǎn)生。也就是說(shuō)，為了 運(yùn)行氣動(dòng)停車(chē)制動(dòng)器要消耗許多能量。此外，在松開(kāi)機(jī)械式停車(chē)制動(dòng)器時(shí)影 響乘車(chē)舒適性，因?yàn)樵谒砷_(kāi)并與此同時(shí)起動(dòng)軌行機(jī)車(chē)時(shí)可能引起急沖。在機(jī) 械式停車(chē)制動(dòng)器中這會(huì)導(dǎo)致閘瓦、機(jī)械制動(dòng)部件磨損，以及在氣動(dòng)停車(chē)制動(dòng) 器的情況下還可能導(dǎo)致壓縮機(jī)磨損。此外，在操縱和松開(kāi)氣動(dòng)停車(chē)制動(dòng)器時(shí) 產(chǎn)生噪聲。
因此本發(fā)明的目的是，提供一種軌行機(jī)車(chē)的停車(chē)制動(dòng)器，它比氣動(dòng)停車(chē) 制動(dòng)器消耗的能量少，以及通過(guò)它改善乘車(chē)舒適性。此外，按本發(fā)明的停車(chē) 制動(dòng)器應(yīng)沒(méi)有磨損和產(chǎn)生很輕的噪聲。
此目的按本發(fā)明采取下列措施達(dá)到設(shè)電機(jī)控制裝置，它如此控制電機(jī)， 即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置即使有從外部作用的扭矩仍能保持不變。
也就是說(shuō)，現(xiàn)在利用電機(jī)作為停車(chē)制動(dòng)器取代機(jī)械式停車(chē)制動(dòng)器。由此 以有利的方式在按本發(fā)明的停車(chē)制動(dòng)器工作期間不產(chǎn)生磨損，因?yàn)楫a(chǎn)生磁性
的停車(chē)制動(dòng)力而不是通過(guò)機(jī)械力。另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在按本發(fā)明的停車(chē)制動(dòng)器工 作時(shí)不發(fā)出噪聲。此外，當(dāng)用作停車(chē)制動(dòng)器的電機(jī)也用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)可以防 止起動(dòng)時(shí)急沖。本發(fā)明另 一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)規(guī)定，為電機(jī)的控制裝置配設(shè)一個(gè)位置調(diào)節(jié) 器，以便將轉(zhuǎn)子調(diào)整為規(guī)定位置。由此特別有利地保證軌行機(jī)車(chē)的停車(chē)狀態(tài)。轉(zhuǎn)子的角向位置可借助轉(zhuǎn)子位置傳感器確定。與之不同，轉(zhuǎn)子的角向位 置也可以借助一個(gè)轉(zhuǎn)子位置模型根據(jù)電氣參數(shù)，例如通過(guò)評(píng)估轉(zhuǎn)子的^t不對(duì) 稱(chēng)性確定，這種磁不對(duì)稱(chēng)性是由轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置形成的。在這里評(píng)估電 氣參數(shù)，例如輸入電壓或流入電機(jī)內(nèi)的電流。所述的評(píng)估以轉(zhuǎn)子取決于位置 的電感差為基礎(chǔ)。正是借助上述用于確定轉(zhuǎn)子角向位置的可能性，所以能特 別準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)位置調(diào)整。若借助轉(zhuǎn)子位置模型確定角向位置，則也可以有利 地省去轉(zhuǎn)子位置傳感器。此外，有利地為控制裝置配設(shè)一個(gè)變流器-功率部件。電機(jī)可例如設(shè)計(jì) 為異步電動(dòng)機(jī)，或也可以設(shè)計(jì)為在轉(zhuǎn)子上有永久》茲鐵的永》茲同步電動(dòng)機(jī)。在 后一種情況下，停車(chē)制動(dòng)器也可以采取下述措施設(shè)計(jì)得特別堅(jiān)固耐用，即， 給永》茲同步電動(dòng)機(jī)的定子4貴送直流電，以達(dá)到制動(dòng)作用。直流電可以由電池 或與之不同通過(guò)整流器提供。下面借助附圖表示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明以及本發(fā)明按從屬權(quán)利要求特征的其他有利的設(shè)計(jì)，但并不因此將本發(fā)明限于此實(shí)施例。其中

圖1表示一臺(tái)軌道上運(yùn)行的機(jī)車(chē)。此外，軌行機(jī)車(chē)1的常用制動(dòng)器完全發(fā)電式地(generatorisch)通過(guò)一臺(tái)電 機(jī)實(shí)現(xiàn)?？梢越柚慌_(tái)電機(jī)2或另一臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在調(diào)好的驅(qū)動(dòng)和制 動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，緊急制動(dòng)器通過(guò)永磁同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)電式饋電提供緊急制動(dòng) 阻力。這種永磁同步電動(dòng)機(jī)可以與用作驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)或也可與用作常用制動(dòng) 器的電機(jī)一致?，F(xiàn)在，按本發(fā)明使用電機(jī)2作為停車(chē)制動(dòng)器取代機(jī)械式制動(dòng)器。這種電 機(jī)也可以用作常用制動(dòng)器、緊急制動(dòng)器或也可以用作驅(qū)動(dòng)器。在這里電機(jī)2控制為，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置即使有從外部作用的扭矩 仍能保持不變。電機(jī)2借助位置調(diào)節(jié)器控制為，將轉(zhuǎn)子調(diào)整為規(guī)定位置。為 了優(yōu)化位置調(diào)節(jié)器的工作，需要有關(guān)轉(zhuǎn)子實(shí)際位置的信息。這可以借助轉(zhuǎn)子 位置傳感器或借助轉(zhuǎn)子位置模型確定。為轉(zhuǎn)子位置模型使用一些電氣測(cè)量參
數(shù)。借助電氣參數(shù)評(píng)估轉(zhuǎn)子位置模型可以以評(píng)估轉(zhuǎn)子的磁不對(duì)稱(chēng)性或評(píng)估轉(zhuǎn) 子取決于位置的電感差為基礎(chǔ)。電機(jī)2在作為停車(chē)制動(dòng)器工作時(shí)借助變流器-功率部件饋送電流。此外， 電機(jī)2可以設(shè)計(jì)為異步電動(dòng)機(jī)或也可以設(shè)計(jì)為永^茲同步電動(dòng)機(jī)。在后一種情況下，停車(chē)制動(dòng)器還可以采取措施更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，即，給永 磁同步電動(dòng)機(jī)饋送直流電，以達(dá)到制動(dòng)作用。直流電可以由電池或與之不同 通過(guò)整流器提供。
權(quán)利要求
1.一種軌行機(jī)車(chē)(1)的停車(chē)制動(dòng)器，其中，該停車(chē)制動(dòng)器借助至少一臺(tái)電機(jī)(2)實(shí)現(xiàn)，該電機(jī)(2)有一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子，其特征為設(shè)有電機(jī)(2)控制裝置，它如此控制電機(jī)(2)，即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置在外部作用扭矩時(shí)保持不變。
2. 按照權(quán)利要求1所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器，其特征為，為所 述控制裝置配設(shè)一個(gè)位置調(diào)節(jié)器，借助它將轉(zhuǎn)子調(diào)整為規(guī)定位置。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器，其特征為， 為所述控制裝置配設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)子位置傳感器，借助它確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
4. 按照權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器， 其特征為，為所述控制裝置配設(shè)一個(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)借助一個(gè)轉(zhuǎn)子位置模型根 據(jù)電氣參數(shù)確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
5. 按照權(quán)利要求4所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器，其特征為，所述 轉(zhuǎn)子角向位置的確定以評(píng)估轉(zhuǎn)子的磁不對(duì)稱(chēng)性為基礎(chǔ)。
6. 按照權(quán)利要求4所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器，其特征為，所述 轉(zhuǎn)子角向位置的確定以評(píng)估轉(zhuǎn)子取決于位置的電感差為基礎(chǔ)。
7. 按照權(quán)利要求1至6中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器， 其特征為，為所述控制裝置配設(shè)一個(gè)變流器-功率部件，借助它可給電機(jī)(2) 饋送電流。
8. 按照權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器， 其特征為，所述電機(jī)(2)是異步電動(dòng)機(jī)。
9. 按照權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器， 其特征為，所述電機(jī)(2)是永磁同步電動(dòng)機(jī)。
10. 按照權(quán)利要求9所述的軌行機(jī)車(chē)(1)的停車(chē)制動(dòng)器，其特征為，所述 電機(jī)(2)的控制裝置有一種工作方式，按此工作方式給永磁同步電動(dòng)機(jī)的定子 饋送直流電，以達(dá)到制動(dòng)作用。
11. 一種包括至少一個(gè)按照權(quán)利要求1至10中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述停車(chē)制 動(dòng)器的軌行機(jī)車(chē)(l)。
12. —種軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器的工作方法，其中，該停車(chē)制動(dòng)器借 助至少一臺(tái)電機(jī)(2)實(shí)現(xiàn)，該電機(jī)(2)有一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子，其特征為如 此控制電機(jī)(2)，即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置在外部作用扭矩時(shí)保持不變。
13. 按照權(quán)利要求12所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器的工作方法，其 特征為，將轉(zhuǎn)子調(diào)整到規(guī)定位置。
14. 按照權(quán)利要求12或13所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器的工作方 法，其特征為，借助轉(zhuǎn)子位置傳感器確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
15. 按照權(quán)利要求12至14中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng) 器的工作方法，其特征為，借助一個(gè)轉(zhuǎn)子位置模型根據(jù)電氣參數(shù)確定轉(zhuǎn)子的 角向位置。
16. 按照權(quán)利要求15所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器的工作方法，其 特征為，借助評(píng)估轉(zhuǎn)子的磁不對(duì)稱(chēng)性確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
17. 按照權(quán)利要求15所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng)器的工作方法，其 特征為，借助評(píng)估轉(zhuǎn)子取決于位置的電感差確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
18. 按照權(quán)利要求12至17中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng) 器的工作方法，其特征為，借助變流器-功率部件給電機(jī)(2)饋送電流。
19. 按照權(quán)利要求12至18中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的軌行機(jī)車(chē)(l)的停車(chē)制動(dòng) 器的工作方法，其特征為，所述電機(jī)(2)是永磁同步電動(dòng)機(jī)，以及，給該永磁 同步電動(dòng)機(jī)的定子饋送直流電，以達(dá)到制動(dòng)作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道上運(yùn)行的機(jī)車(chē)(1)的停車(chē)制動(dòng)器，其中，停車(chē)制動(dòng)器借助至少一臺(tái)電機(jī)(2)實(shí)現(xiàn)，它有一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子。在這里設(shè)電機(jī)(2)控制裝置，它如此控制電機(jī)(2)，即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置在外部作用扭矩時(shí)保持不變。也就是說(shuō)，現(xiàn)在利用電機(jī)(2)作為停車(chē)制動(dòng)器取代氣動(dòng)式停車(chē)制動(dòng)器。由此以有利的方式在按本發(fā)明的停車(chē)制動(dòng)器工作期間不會(huì)產(chǎn)生磨損，因?yàn)楫a(chǎn)生磁性的停車(chē)制動(dòng)力而不是通過(guò)機(jī)械力。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在按本發(fā)明的停車(chē)制動(dòng)器工作時(shí)不發(fā)出噪聲。此外，當(dāng)用作停車(chē)制動(dòng)器的電機(jī)(2)也用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)可以防止起動(dòng)時(shí)急沖。
文檔編號(hào)B60L7/18GK101166647SQ200680014721
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者安德烈亞斯·喬克爾, 漢斯·伯格納, 蒂羅·霍夫曼, 馬丁·泰克曼 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司