工礦機車重聯控制裝置和雙機重聯工礦機車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種工礦機車重聯控制裝置和雙機重聯工礦機車，該控制裝置包括主控單元、模式控制單元和信號轉發(fā)單元，其中，主控單元與信號轉發(fā)單元相連，模式控制單元與信號轉發(fā)單元相連，信號轉發(fā)單元用于與第一機車中的第一牽引變頻器和第二機車中的第二牽引變頻器相連。該控制裝置可作為將兩臺機車重聯運行的控制裝置，通過該控制裝置實現對兩臺機車重聯運行的控制，使兩臺機車中的牽引變頻器控制與各自相連的牽引電機以相同的工作模式運行，達到將兩臺機車作為一臺機車使用的目的，兩臺機車中的牽引電機輸出的轉矩之和作為總的牽引力，以牽引裝載物料的多節(jié)車體運行，因此，可提供更大的牽引力，提高運輸效率。
【專利說明】工礦機車重聯控制裝置和雙機重聯工礦機車【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣控制技術，尤其涉及一種工礦機車重聯控制裝置和雙機重聯工礦機車。
【背景技術】
[0002]在修建鐵路、地鐵、橋梁或者是礦物開采等的施工現象，通常使用工礦機車作為現場施工車輛，采用工礦機車運輸施工用的原料。
[0003]這種工礦機車包括機車和多節(jié)車體，每兩節(jié)車體相互連接，各節(jié)車體用于裝載施工用的原料，機車用于提供牽引力，以牽引各節(jié)車體運行。
[0004]機車能夠提供的最大牽引力主要由機車牽引電機的功率和機車粘著重量決定，為增加機車的運力和運輸效率，不僅需要增加牽引電機的功率，也要同時增加機車粘著重量，而增加機車粘著重量需要增加機車的外形尺寸，但是對于施工現場而言，工礦機車運行的線路有限界要求，因此，不能無限制的增加機車的外形尺寸，機車能夠提供的最大牽引力也就被限制在一定范圍內。
[0005]鑒于現有機車牽引力的限制，工礦機車的運輸效率有待于提高，特別是需要重載上坡運行時，需要更大的牽引力，如果機車不能提供更大的牽引力，只能減少裝載物料的重量，因此影響運輸效率的提高。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明第一方面是提供一種工礦機車重聯控制裝置，以增加機車提供的牽引力，提聞運輸效率。
[0007]為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種工礦機車重聯控制裝置，該控制裝置用于作為第一機車和第二機車重聯運行的控制裝置，所述第一機車上設置有相互連接的第一牽引變頻器和第一牽引電機，所述第二機車上設置有相互連接的第二牽引變頻器和第二牽引電機，包括:
[0008]主控單元，與信號轉發(fā)單元相連，用于根據控制指令生成狀態(tài)控制信號；
[0009]模式控制單元，與信號轉發(fā)單元相連，用于根據預設控制模式參數生成模式控制信號;
[0010]信號轉發(fā)單元，用于與第一機車中的第一牽引變頻器和第二機車中的第二牽引變頻器相連，用于將所述狀態(tài)控制信號和模式控制信號先后轉發(fā)給第一牽引變頻器和第二牽引變頻器，以供第一牽引變頻器和第二牽引變頻器根據所述狀態(tài)控制信號和模式控制信號分別控制與各自相連的牽引電機在相同工作模式下運行。
[0011]本發(fā)明第二個方面是提供一種雙機重聯工礦機車，包括第一機車和第二機車，所述第一機車上設置有相互連接的第一牽引變頻器和第一牽引電機，所述第二機車上設置有相互連接的第二牽引變頻器和第二牽引電機，所述第一機車和第二機車上均分別設置有機車制動管和列車管，還包括本發(fā)明提供的控制裝置，其中，所述控制裝置中的信號轉發(fā)單元分別與所述第一牽引變頻器和所述第二牽引變頻器相連；
[0012]所述第一機車中的機車制動管的后端連接軟管和第二機車中制動管的前端連接軟管相連；
[0013]所述第一機車中的列車管的后端連接軟管和第二機車中的列車管的前端連接軟管相連；
[0014]所述第二機車中的列車管的后端連接軟管用于與被牽引的第一節(jié)車體的制動管相連。
[0015]本發(fā)明提供的工礦機車重聯控制裝置，可作為將兩臺機車重聯運行的控制裝置，通過該控制裝置實現對兩臺機車重聯運行的控制，使兩臺機車中的牽引變頻器控制與各自相連的牽引電機以相同的工作模式運行，達到將兩臺機車作為一臺機車使用的目的，兩臺機車中的牽引電機輸出的轉矩之和作為總的牽引力，以牽引裝載物料的多節(jié)車體運行，因此，與單臺機車提供的牽引力相比，牽引力增加了一倍，可提供更大的牽引力，并且，雙機重聯工礦機車的制動系統也同時合二為一，構成一個整體的制動系統，通過控制其中一臺機車可以完成重聯機車的同時制動，制動力為兩臺機車制動力之和，可提供更大的制動力，因此，提聞了運輸效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明另一實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明另一實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明又一實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明實施例所提供的雙機重聯工礦機車中制動系統部分的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]現有的工礦機車通常包括機車和多節(jié)車體，每兩節(jié)車體相互連接，各節(jié)車體用于裝載施工用的原料，機車用于提供牽弓丨力，以牽引各節(jié)車體運行。
[0022]機車上設置有牽引系統，通過牽引系統提供牽引力，牽引系統主要包括牽引變頻器和牽引電機，牽引變頻器通過改變牽引電機的工作電壓頻率的方式控制牽引電機的輸出轉速和轉矩，即對牽引電機的運行狀態(tài)進行控制。
[0023]本發(fā)明實施例提供了一種工礦機車重聯控制裝置，該控制裝置可作為兩臺機車重聯運行的控制裝置，當將兩臺機車重聯運行時，兩臺機車中的牽引系統相互關聯，不再是原來各自獨立運行狀態(tài)，兩臺機車提供的牽引力之和為最后輸出的總牽引力，通過該總牽引力牽引裝載原料的多節(jié)車體運行。
[0024]圖1為本發(fā)明實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖，如圖1所示，該控制裝置用于作為第一機車和第二機車重聯運行的控制裝置，所述第一機車上設置有相互連接的第一牽引變頻器50和第一牽引電機52，所述第二機車上設置有相互連接的第二牽引變頻器51和第二牽引電機53，該控制裝置包括主控單元10、模式控制單元11和信號轉發(fā)單元12。
[0025]主控單元10，與信號轉發(fā)單元12相連，用于根據控制指令生成狀態(tài)控制信號。[0026]主控單元為該控制裝置的控制元件，該主控單元可以為工業(yè)計算機、單片機或者其他形式的處理器等，通常設置在在相應機車的牽引變頻器中，通常主控單元設置在那臺機車的牽引變頻器中，該機車中即作為主機車，該機車中的牽引變頻器將作為主牽引變頻器，另一臺機車即作為從機車，另一臺機車中的牽引變頻器將作為從牽引變頻器。下面以第一機車為主機車，第二機車為從機車為例進行介紹。
[0027]司機可通過司機控制器或者是操作按鈕發(fā)出控制指令并發(fā)送給主控單元，控制指令可包括牽引、制動或者停車等指令，主控單元可根據相應控制指令生成相應的狀態(tài)控制信號。
[0028]模式控制單元11，與信號轉發(fā)單元12相連，用于根據預設控制模式參數生成模式控制信號。
[0029]該模式控制單元可以為工業(yè)計算機、單片機或者可編程控制器等。
[0030]預設控制模式參數為用于表示第一牽引變頻器和第二牽引變頻器工作模式的指令代碼，第一牽引變頻器和第二牽引變頻器可為命令重聯工作模式或者狀態(tài)重聯工作模式等，例如，在命令重聯工作模式下，將表示該工作模式的指令代碼N808設置為“0”，在該工作模式下，第一牽引變頻器作為主牽引變頻器接收到狀態(tài)控制信號后，根據接收到的狀態(tài)控制信號控制與其相連的第一牽引電機在該工作模式下運行，而第二牽引變頻器作為從牽引變頻器接收到狀態(tài)控制信號后，根據接收到的狀態(tài)控制信號控制與其相連的第二牽引電機在相同的工作模式下跟隨第一牽引電機運行，第一牽引電機和第二牽引電機根據相同的狀態(tài)控制信號以相同的工作模式運行，以達到同步運行的效果。
[0031]在狀態(tài)重聯工作模式下，可將表示工作模式的指令代碼N808設置為“1”，在該工作模式下，第一牽引變頻器接收到狀態(tài)控制信號后，根據接收到的狀態(tài)控制信號控制與其相連的第一牽引電機在該工作模式下運行，而第二牽引變頻器接收到狀態(tài)控制信號，根據接收到的狀態(tài)控制信號控制與其相連的第二牽引電機在相同的工作模式下跟隨第一牽引電機運行。并且，在該工作模式下，可進一步在第一牽引電機上設置編碼器，通過編碼器采集第一牽引電機的當前轉速值，將該當前轉速值作為反饋信號反饋到第一牽引變頻器，第一牽引變頻器可采用閉環(huán)控制方式，將當前轉速值與給定轉速值進行比較，并根據比較結果生成轉速調節(jié)信號，以對第一牽引電機的轉速進行調節(jié)，使第一牽引電機的轉速達到給定轉速，并且，作為主牽引變頻器的第一牽引變頻器可將生成的轉速調節(jié)信號發(fā)送給作為從牽引變頻器的第二牽引變頻器，第二牽引變頻器也采用閉環(huán)控制方式，根據該轉速調節(jié)信號對第二牽引電機的轉速進行調節(jié)，使第二牽引電機的轉速達到給定轉速，從而根據第一牽引電機的當前轉速對第二牽引電機的轉速進行調節(jié)，達到與第一牽引電機同步運行的效果。
[0032]信號轉發(fā)單元12，用于與第一機車中的第一牽引變頻器50和第二機車中的第二牽引變頻器51相連，用于將所述狀態(tài)控制信號和模式控制信號轉發(fā)給第一牽引變頻器50和第二牽引變頻器51，以供第一牽引變頻器50和第二牽引變頻器51根據所述狀態(tài)控制信號和模式控制信號分別控制與各自相連的牽引電機(圖1中用第一牽引電機52和第二牽引電機53表示)在相同工作模式下運行。
[0033]信號轉發(fā)單元可采用控制器局域網絡連接器(Controller Area Network,簡稱CAN)或其他類型的連接器，通過信號轉發(fā)單元將第一牽引變頻器與第二牽引變頻器相連。[0034]信號轉發(fā)單元用于轉發(fā)主控單元生成的狀態(tài)控制信號和模式控制單元生成的模式控制信號，可根據接收第一牽引變頻器和第二牽引變頻器對接收信號要求將接收到的上述兩種控制信號進行格式轉換，以先后發(fā)送給第一牽引變頻器和第二牽引變頻器。
[0035]如上述描述可知，第一牽引變頻器作為主變頻控制第一牽引電機的運行，而第二牽引變頻器作為從變頻器控制第二牽引電機跟隨第一牽引電機的運行，因此，第一牽引電機和第二牽引電機在各自牽引變頻器的控制下運行，進而第一牽引電機和第二牽引電機可分別輸出相應的轉矩，兩牽引電機輸出轉矩之和可作為總的牽引力。
[0036]由上述技術方案可知，本發(fā)明實施例提供的工礦機車重聯控制裝置可作為將兩臺機車重聯運行的控制裝置，通過該控制裝置實現對兩臺機車重聯運行的控制，使兩臺機車中的牽引變頻器控制與各自相連的牽引電機以相同的工作模式運行，達到將兩臺機車作為一臺機車使用的目的，兩臺機車中的牽引電機輸出的轉矩之和作為總的牽引力，以牽引裝載物料的多節(jié)車體運行，因此，與單臺機車提供的牽引力相比，牽引力增加了一倍，可提供更大的牽引力，提高運輸效率。
[0037]圖2為本發(fā)明另一實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖，在上述實施例的基礎上，如圖2所示，進一步的，該工礦機車重聯控制裝置，還包括編碼器13、參數獲取單元14和轉速調節(jié)單元15。
[0038]編碼器13，用于與第一牽引變頻器50相連的第一牽引電機52相連，用于采集第一牽引電機52的當前轉速值；
[0039]參數獲取單元14，與所述編碼器13相連，用于根據所述當前轉速值獲取電機定子旋轉磁場轉速值或者轉矩電流值；
[0040]轉速調節(jié)單元15，與所述參數獲取單元14相連，且用于與第二牽引變頻器51相連，用于根據所述電機定子旋轉磁場轉速值或者轉矩電流值生成轉速調節(jié)信號，以發(fā)送給第二牽引變頻器51，進而第二牽引變頻器51根據所述轉速調節(jié)信號對與其相連的第二牽引電機53的轉速進行調節(jié)。
[0041]第一牽引變頻器和第二牽引變頻器根據相同的狀態(tài)控制信號和模式控制信號分別控制第一牽引電機和第二牽引電機在相同的工作模式下運行，由于信號轉發(fā)單元首先將狀態(tài)控制信號和模式控制信號發(fā)送給第一牽引變頻器，而后再發(fā)送給第二牽引變頻器，第一牽引變頻器作為主變頻器控制第一牽引電機運行，第二牽引變頻器作為從變頻器控制第二牽引電機運行，也就是第二牽引電機會跟隨第一牽引電機的運行狀態(tài)，但是由于第一牽引電機和第二牽引電機在動作過程中存在傳動誤差或者因自身存在摩擦和損耗等，兩牽引電機的運行狀態(tài)并不能達到理想狀態(tài)下的完全同步運行，也就是兩牽引電機輸出的轉速會存在一定誤差。
[0042]本實施例中，為減小這種誤差，使兩牽引電機輸出的轉速更加接近，通過編碼器采集第一牽引電機的當前轉速值，也就是采集作為主變頻器的第一牽引變頻器控制的第一牽引電機的當前轉速值，然后，參數獲取單元根據該當前轉速值獲取電機定子旋轉磁場轉速值或者轉矩電流值。
[0043]該電機定子旋轉磁場轉速值或者轉矩電流值為根據第一牽引電機的當前轉速值獲取的控制參數，該控制參數作為對第二牽引電機的轉速進行調節(jié)的控制參數發(fā)送給轉速調節(jié)單元，轉速調節(jié)單元將根據該控制參數生成速度調節(jié)信號，以發(fā)送給第二牽引變頻器，第二牽引變頻器根據該轉速調節(jié)信號對第二牽引電機的轉速進行調節(jié)，也就是以第一牽引電機的轉速為依據，對第二牽引電機的轉速進行調節(jié)，最終使第二牽引電機的轉速更加接近于第一牽引電機的轉速，使兩牽引電機幾乎同步運行，在兩機車重聯運行時，兩機車的運行狀態(tài)更加穩(wěn)定。
[0044]圖3為本發(fā)明另一實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖，基于上述實施例，如圖3所示，該工礦機車重聯控制裝置還可以包括第一電流傳感器16、第一期望電流獲取單元17和第一電流調節(jié)單元18。
[0045]第一電流傳感器16,用于設置于第一機車中第一牽引電機52的輸入端，以檢測第一牽引電機52的第一輸入電流值；
[0046]第一期望電流獲取單元17，與所述主控單元10相連，用于根據主控單元10發(fā)送的所述狀態(tài)控制信號獲取第一期望電流值；
[0047]第一期望電流值為根據主控單元發(fā)送的狀態(tài)控制信號獲取的，而狀態(tài)控制信號是主控單元根據控制指令生成的，也就是說，該第一期望電流值是在某一控制指令下第一牽引電機的輸入端應該輸入電流的大小。
[0048]第一電流調節(jié)單元18，分別與所述第一電流傳感器16和第一期望電流獲取單元17相連，用于將所述第一輸入電流值與所述第一期望電流值進行比較，以生成第一電流調節(jié)信號，并分別發(fā)送給第一牽引變頻器50和第二牽引變頻器51，進而控制第一牽引變頻器50和第二牽引變頻器51分別根據所述第一電流調節(jié)信號對與其相連的牽引電機的輸入電流進行調節(jié)。
[0049]牽引變頻器對牽引電機的控制是通過對牽引電機的輸入電流大小的調節(jié)進行控制的，牽引電機的輸入電流也就是牽引變頻器的輸出電流，牽引變頻器和牽引電機在工作過程中，由于負載變化、電網電壓波動或其他原因，牽引電機的輸入電流會與第一期望電流值存在一定偏差。為此，本實施例中，在第一牽引電機的輸入端設置第一電流傳感器，以實時的檢測第一牽弓I電機的第一輸入電流值，并通過第一電流調節(jié)單元將該第一輸入電流值與第一期望電流值進行比較，當經過比較獲知該第一輸入電流值與第一期望電流值相差并不是很大時，也就是說二者的差值(該差值的大小可根據需要設置)在一定范圍內時，第一電流調節(jié)單元將生成第一電流調節(jié)信號，并分別發(fā)送給第一牽引變頻器和第二牽引變頻器，進而第一牽引變頻器根據該第一電流調節(jié)信號對其輸出電流進行調節(jié)，也就是對第一牽引電機的輸入電流進行調節(jié)，以減小第一牽引電機的輸入電流與第一期望電流值的差值，也就是使第一牽引電機的輸入電流接近于或等于第一期望電流值。
[0050]同理，第二牽引變頻器也會根據該第一電流調節(jié)信號對其輸出電流進行調節(jié)，也就是對第二牽引電機的輸入電流進行調節(jié)，以減小第二牽引電機的輸入電流與第一期望電流值的差值，使第二牽引電機的輸入電流接近于或等于第一期望電流值，最終使第二牽引電機跟隨第一牽引電機的運行，達到第一牽引電機和第二牽引電機同步運行的效果。
[0051]基于上述實施例，如圖3所示，該工礦機車重聯控制裝置還可以包括第一計時器19、第一故障信號生成控制單元20、第一中斷單元21和第二中斷單元22。
[0052]第一計時器19，與所述第一電流調節(jié)單元18相連，用于在接收到所述第一電流調節(jié)信號后開始計時，并且在第一預設時間后生成第一計時結束信號；
[0053]第一故障信號生成控制單元20，分別與所述第一計時器19、所述第一電流傳感器16和所述第一期望電流獲取單元17相連，用于在接收到所述第一計時結束信號時從所述第一電流傳感器16獲取當前的第一輸入電流值和從所述第一期望電流獲取單元17獲取所述第一期望電流值，且將所述當前的第一輸入電流值與所述第一期望電流值進行比較以生成第一故障信號；
[0054]第一中斷單元21，與所述第一故障信號生成控制單元20相連，且用于與第一牽引變頻器50相連，用于在接收到所述第一故障信號后生成第一中斷控制信號，以控制第一牽引變頻器50停止工作；
[0055]第二中斷單元22，與所述第一故障信號生成控制單元20相連，且用于與第二牽引變頻器51相連，用于在接收到所述第一故障信號后生成第二中斷控制信號，以控制第二牽引變頻器51停止工作。
[0056]由前述實施例的描述可知，第一牽引變頻器和第二牽引變頻器可分別對第一牽引電機和第二牽引電機的輸入電流進行調節(jié)，該調節(jié)需要一個過程，該調節(jié)過程所需的時間應該在合理范圍內，如果該調節(jié)過程過長，會影響第一牽引電機和第二牽引電機的正常運行，本實施例的第一預設時間也就是該調節(jié)過程所需的合理時間，可根據需要設置。
[0057]因此，本實施例中，進一步的通過第一計時器進行計時，第一計時器在接收到第一電流調節(jié)信號后開始計時，并且在第一預設時間后生成第一計時結束信號，也就是在第一牽引變頻器和第二牽引變頻器開始對與其相連的牽引電機的輸入電流進行調節(jié)的時刻為計時起點，以調節(jié)過程所需的合理時間為計時終點，生成第一計時結束信號。
[0058]進而，第一故障信號生成控制單元在接收到第一計時結束信號時從第一電流傳感器獲取當前的第一輸入電流值和從第一期望電流獲取單元獲取第一期望電流值，并將該第一輸入電流值與第一期望電流值進行比較，當經過比較獲知該第一輸入電流值與第一期望電流值相差較大時，也就是說二者的差值(該差值的大小可根據需要設置)超過一定范圍時，認為第一牽引變頻器發(fā)生故障，此時，第一故障信號生成控制單元生成第一故障信號，然后，第一中斷單元和第二中斷控制單元將根據該第一故障信號生成第一中斷控制信號和第二中斷控制信號，以分別控制第一牽引變頻器和第二牽引變頻器停止工作，此時，第一牽引電機和第二牽引電機也將停止工作，可由相關工作人員對第一牽引變頻器進行檢查，以及時發(fā)現故障，保證第一牽引電機和第二牽引電機的正常運行。
[0059]本實施例中，由于第一牽引電機由作為主變頻器的第一牽引變頻器控制，因此，當第一牽引變頻器發(fā)生故障時，不僅第一牽引變頻器和第一牽引電機停止工作，同時，作為從變頻器的第二牽引變頻器和第二牽引電機也停止工作，也就是，兩機車中牽引系統同時停止工作。
[0060]圖4為本發(fā)明又一實施例所提供的工礦機車重聯控制裝置的結構示意圖，如圖4所示，該控制裝置除包括主控單元10、模式控制單元11、信號轉發(fā)單元12、編碼器13、參數獲取單元14和轉速調節(jié)單元15外，還包括第二電流傳感器23、第二期望電流獲取單元24和第二電流調節(jié)單元25。
[0061]第二電流傳感器23，用于設置于第二機車中第二牽引電機53的輸入端，以檢測第二牽引電機53的第二輸入電流值；
[0062]第二期望電流獲取單元24，與所述主控單元10相連，用于根據主控單元10發(fā)送的所述狀態(tài)控制信號獲取第二期望電流值；[0063]第二電流調節(jié)單元25，分別與所述第二電流傳感器23和所述第二期望電流獲取單元24相連，用于將所述第二輸入電流值與所述第二期望電流值進行比較，以生成第二電流調節(jié)信號，并發(fā)送給第二牽引變頻器51，進而控制第二牽引變頻器51根據所述第二電流調節(jié)信號對第二牽引電機53的第二輸入電流進行調節(jié)。
[0064]本實施例的結構設置與上述圖3所示實施例的結構設置相似，其不同之處是檢測第二牽引電機輸入端的第二輸入電流值，并通過第二電流調節(jié)單元將該第二輸入電流值與第二期望電流值進行比較，當經過比較獲知該第二輸入電流值與第二期望電流值相差并不是很大時，也就是說二者的差值(該差值的大小可根據需要設置)在一定范圍內時，第二電流調節(jié)單元將生成第二電流調節(jié)信號，并發(fā)送給第二牽引變頻器，進而第二牽引變頻器根據該第二電流調節(jié)信號對其輸出電流進行調節(jié)，也就是對第二牽引電機的輸入電流進行調節(jié)，以減小第二牽引電機的輸入電流與第二期望電流值的差值，也就是使第二牽引電機的輸入電流接近于或等于第二期望電流值。
[0065]本實施例中，由于第二牽引電機由作為從變頻器的第二牽引變頻器控制，因此，只通過第二牽引變頻器對第二牽引電機的輸入電流進行調節(jié)，而作為主變頻器的第一牽引變頻器并不根據第二電流調節(jié)信號對第一牽引電機的輸入電流進行調節(jié)。
[0066]在上述實施例的基礎上，進一步的，如圖4所示，該工礦機車重聯控制裝置還可以包括第二計時器26、第二故障信號生成控制單元27和第三中斷單元28。
[0067]第二計時器26，與所述第二電流調節(jié)單元25相連，用于在接收到所述電流調節(jié)信號后開始計時，并且在第二預設時間后生成第一計時結束信號；
[0068]第二故障信號生成控制單元27，分別與所述第二計時器26、所述第二電流傳感器23和所述第二期望電流獲取單元24相連，用于在接收到所述第二計時結束信號時從第二電流傳感器23獲取當前的第二輸入電流值和從所述第二期望電流獲取單元24獲取所述第二期望電流值，且將所述當前的第二輸入電流值與所述第二期望電流值進行比較以生成第
二故障信號；
[0069]第三中斷單元28，與所述第二故障信號生成控制單元27相連，且用于與第二牽引變頻器51相連，用于在接收到所述第二故障信號后生成第三中斷控制信號，以控制第二牽引變頻器51停止工作。
[0070]本實施例中，通過第二計時器進行計時，第二計時器在接收到第二電流調節(jié)信號后開始計時，并且在第二預設時間(該第二預設時間為對第二牽引電機的第二輸入電流進行調節(jié)過程所需的合理時間，可根據需要設置)后生成第二計時結束信號，也就是在第二牽引變頻器開始對第二牽引電機的第二輸入電流進行調節(jié)的時刻為計時起點，以調節(jié)過程所需的合理時間為計時終點，生成第二計時結束信號。
[0071]進而，第二故障信號生成控制單元在接收到第二計時結束信號時從第二電流傳感器獲取當前的第二輸入電流值和從第二期望電流獲取單元獲取第二期望電流值，并將該第二輸入電流值與第二期望電流值進行比較，當經過比較獲知該第二輸入電流值與第二期望電流值相差較大時，也就是說二者的差值(該差值的大小可根據需要設置)超過一定范圍時，認為第二牽引變頻器發(fā)生故障，此時，第二故障信號生成控制單元生成第二故障信號，然后，第三中斷單元將根據該第二故障信號生成第三中斷控制信號，以控制第二牽引變頻器停止工作，此時，第二牽引電機將停止工作，可由相關工作人員對第二牽引變頻器進行檢查，以及時發(fā)現故障，保證第二牽引電機的正常運行。
[0072]本實施例中，當第二牽引變頻器發(fā)生故障時，可只控制第二牽引變頻器和第二牽引電機停止工作，而作為主變頻器的第一牽引變頻器可繼續(xù)工作，第二牽引電機也將繼續(xù)工作，此時，通過重聯機車中的其中一臺機車中的牽引系統提供牽引力。
[0073]需要說明的是，上述實施例中的各種功能單元或部件均可以通過相應的硬件電路或者包含程序指令相關的硬件來完成，例如，參數獲取單元、轉速調節(jié)單元、第一期望電流獲取單元、第一電流調節(jié)單元、第一故障信號生成控制單元、第一中斷單元、第二中斷單元、第二期望電流獲取單元、第二電流調節(jié)單元、第二故障信號生成控制單元和第三中斷單元可以采用包含相關程序指令的單片機、或者可編程控制器或者其他形式的處理器等。
[0074]本發(fā)明實施例還提供了一種雙機重聯工礦機車，包括第一機車和第二機車，所述第一機車上設置有相互連接的第一牽引變頻器和第一牽引電機，所述第二機車上設置有相互連接的第二牽引變頻器和第二牽引電機，還包括本發(fā)明實施例提供的控制裝置，其中，所述控制裝置中的信號轉發(fā)單元分別與所述第一牽引變頻器和所述第二牽引變頻器相連；
[0075]所述第一機車中的機車制動管后端和第二機車中制動管前端相連；
[0076]所述第一機車中的列車管后端和第二機車中的列車管前端相連；
[0077]所述第二機車中的列車管后端用于與被牽引的第一節(jié)車體的制動管相連。
[0078]本實施例提供了一種雙機重聯工礦機車，該重聯工礦機車包括兩臺機車，即第一機車和第二機車，兩臺機車中均分別設置有相互連接的牽引變頻器和牽引電機，牽引變頻器和牽弓I電機構成機車的牽弓I系統。
[0079]并且，兩臺機車中均設置有制動系統，下面參照圖5所示，第一機車的制動系統包括機車制動管100、列車管101、制動閥102、制動缸103和總風缸104，且制動閥102為三位閥，制動閥102的制動手柄1021可位于緩解位D1、中間位D2或制動位D3。
[0080]第二機車的制動系統包括機車制動管200、列車管201、制動閥202、制動缸203和總風缸204，且制動閥202為三位閥，制動閥202的制動手柄2021可位于緩解位Dl、中間位D2或制動位D3。
[0081]第一機車中,機車制動管100前端設置有前端連接軟管105,機車制動管100后端設置有后端連接軟管106，列車管101前端設置有前端連接軟管107，列車管101后端設置有后端連接軟管108。
[0082]第二機車中，機車制動管200前端設置有前端連接軟管205，機車制動管200后端設置有后端連接軟管206，列車管201前端設置有前端連接軟管207，列車管201后端設置有后端連接軟管208。
[0083]機車制動管分別與制動閥的B 口和制動缸連通，總風缸與制動閥的P 口連通，列車管與制動閥的A 口連通，制動閥O 口與大氣連通，總風缸用于提供壓縮空氣，機車制動管為機車進行制動時壓縮空氣流經的管路，作為機車的制動管路，列車管用于與被牽引的裝載物料的第一節(jié)車體中的制動管相連，而被牽引的裝載物料的車體可以有多節(jié)，各節(jié)車體之間的制動管相互連接，當機車制動時，機車中的列車管與其他車體中的制動管共同構成壓縮空氣流經的管路，作為被牽引車體的制動管路。
[0084]兩臺機車中的牽引系統通過本發(fā)明實施例提供的控制裝置進行控制，第一機車中的第一牽引變頻器和第二機車中的第二牽引變頻器分別與該控制裝置中的信號轉發(fā)單元相連，信號轉發(fā)單元可接收到主控單元生成的狀態(tài)控制信號和模式控制單元生成的模式控制信號，并先后轉發(fā)給第一牽引變頻器和第二牽引變頻器，進而，通過第一牽引變頻器控制第一牽引電機的運行，通過第二牽引變頻器控制第二牽引電機的運行，且兩牽引電機以相同的工作模式運行。
[0085]并且，該雙機重聯工礦機車，不僅將兩臺機車的牽引系統通過本發(fā)明實施例提供的控制裝置進行關聯控制，還要將兩臺機車中的制動系統(包括機車制動管和列車管)相連，具體的是:
[0086]參照圖5所示，第一機車中的機車制動管100的后端連接軟管106和第二機車中制動管200的前端連接軟管205相連；第一機車中的列車管101的后端連接軟管108和第二機車中的列車管201的前端連接軟管207相連，第二機車中的列車管201的后端連接軟管208用于與被牽引的第一節(jié)車體的制動管相連。
[0087]將兩臺機車中的制動系統通過上述方式相連后，使兩臺機車中的制動系統構成一個整體的制動系統。
[0088]當第一機車作為主機車時，將第二機車中制動閥202的制動手柄2021置于中間位D2，此時，制動閥202的B 口、P 口、A 口和O 口處于封閉狀態(tài)，通過操作第一機車中的制動閥102對該重聯機車管路系統進行操作。
[0089]當第一機車中的制動閥102的制動手柄1021位于緩解位Dl時，制動閥102的P口和A 口連通，同時，制動閥102的B 口和O 口連通，從而總風缸104與第一機車中的列車管101和第二機車中的列車管201連通，制動缸103與大氣連通，兩臺機車同時排風緩解，并且，此時，被牽弓I的車體給風緩解。
[0090]當第一機車中的制動閥102的制動手柄1021位于制動位D3時，制動閥102的P口和B 口連通，同時，制動閥102的A 口和O 口連通，從而總風缸104與第一機車中的機車制動管100和第二機車中的機車制動管200連通，第一機車中的列車管100和第二機車中的列車管200與大氣連通，兩臺機車同時給風制動，并且，此時，被牽引的車體排風制動。
[0091]當兩臺機車處于停止運行狀態(tài)時，將第一機車中的制動閥102位于中間位D2。
[0092]通過上述的連接方式將兩臺機車的牽引系統和制動系統相連后，兩臺機車構成了雙機重聯工礦機車，達到將兩臺機車作為一臺機車使用的目的，兩臺機車中的牽引電機輸出的轉矩之和作為牽引力，以牽引裝載物料的多節(jié)車體運行，因此，該雙機重聯工礦機車，與單臺機車提供的牽引力相比，牽引力增加了一倍，可提供更大的牽引力，并且，兩臺機車的制動系統也同時合二為一，構成一個整體的制動系統，通過控制其中一臺機車可以完成重聯機車的同時制動，制動力為兩臺機車制動力之和，可提供更大的制動力，因此，可提供更大的制動力，提高了運輸效率。
[0093]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種工礦機車重聯控制裝置，該控制裝置用于作為第一機車和第二機車重聯運行的控制裝置，所述第一機車上設置有相互連接的第一牽引變頻器和第一牽引電機，所述第二機車上設置有相互連接的第二牽引變頻器和第二牽引電機，其特征在于，包括: 主控單元，與信號轉發(fā)單元相連，用于根據控制指令生成狀態(tài)控制信號； 模式控制單元，與信號轉發(fā)單元相連，用于根據預設控制模式參數生成模式控制信號; 信號轉發(fā)單元，用于與第一機車中的第一牽引變頻器和第二機車中的第二牽引變頻器相連，用于將所述狀態(tài)控制信號和模式控制信號轉發(fā)給第一牽引變頻器第二牽引變頻器，以供第一牽引變頻器和第二牽引變頻器根據所述狀態(tài)控制信號和模式控制信號分別控制與各自相連的牽引電機在相同工作模式下運行。
2.根據權利要求1所述的工礦機車重聯控制裝置，其特征在于，還包括: 編碼器，用于與第一牽引變頻器相連的第一牽引電機相連，用于采集第一牽引電機的當前轉速值； 參數獲取單元，與所述編碼器相連，用于根據所述當前轉速值獲取電機定子旋轉磁場轉速值或者轉矩電流值； 轉速調節(jié)單元，與所述參數獲取單元相連，且用于與第二牽引變頻器相連，用于根據所述電機定子旋轉磁場轉 速值或者轉矩電流值生成轉速調節(jié)信號，以發(fā)送給第二牽引變頻器，進而第二牽引變頻器根據所述轉速調節(jié)信號對與其相連的第二牽引電機的轉速進行調節(jié)。
3.根據權利要求1或2所述的工礦機車重聯控制裝置，其特征在于，還包括: 第一電流傳感器，用于設置于第一機車中第一牽引電機的輸入端，以檢測第一牽引電機的第一輸入電流值； 第一期望電流獲取單元，與所述主控單元相連，用于根據主控單元發(fā)送的所述狀態(tài)控制信號獲取第一期望電流值； 第一電流調節(jié)單元，分別與所述第一電流傳感器和第一期望電流獲取單元相連，用于將所述第一輸入電流值與所述第一期望電流值進行比較，以生成第一電流調節(jié)信號，并分別發(fā)送給第一牽引變頻器和第二牽引變頻器，進而控制第一牽引變頻器和第二牽引變頻器分別根據所述第一電流調節(jié)信號對與其相連的牽引電機的輸入電流進行調節(jié)。
4.根據權利要求3所述的工礦機車重聯控制裝置，其特征在于，還包括: 第一計時器，與所述第一電流調節(jié)單元相連，用于在接收到所述第一電流調節(jié)信號后開始計時，并且在第一預設時間后生成第一計時結束信號； 第一故障信號生成控制單元，分別與所述第一計時器、所述第一電流傳感器和所述第一期望電流獲取單元相連，用于在接收到所述第一計時結束信號時從所述第一電流傳感器獲取當前的第一輸入電流值和從所述第一期望電流獲取單元獲取所述第一期望電流值，且將所述當前的第一輸入電流值與所述第一期望電流值進行比較以生成第一故障信號； 第一中斷單元，與所述第一故障信號生成控制單元相連，且用于與第一牽引變頻器相連，用于在接收到所述第一故障信號后生成第一中斷控制信號，以控制第一牽引變頻器停止工作； 第二中斷單元，與所述第一故障信號生成控制單元相連，且用于與第二牽引變頻器相連，用于在接收到所述第一故障信號后生成第二中斷控制信號，以控制第二牽引變頻器停止工作。
5.根據權利要求1或2所述的工礦機車重聯控制裝置，其特征在于，還包括: 第二電流傳感器，用于設置于第二機車中第二牽引電機的輸入端，以檢測第二牽引電機的第二輸入電流值； 第二期望電流獲取單元，與所述主控單元相連，用于根據主控單元發(fā)送的所述狀態(tài)控制信號獲取第二期望電流值； 第二電流調節(jié)單元，分別與所述第二電流傳感器和所述第二期望電流獲取單元相連，用于將所述第二輸入電流值與所述第二期望電流值進行比較，以生成第二電流調節(jié)信號，并發(fā)送給第二牽引變頻器，進而控制第二牽引變頻器根據所述第二電流調節(jié)信號對第二牽引電機的第二輸入電流進行調節(jié)。
6.根據權利要求5所述的工礦機車重聯控制裝置，其特征在于，還包括: 第二計時器，與所述第二電流調節(jié)單元相連，用于在接收到所述電流調節(jié)信號后開始計時，并且在第二預設時間后生成第一計時結束信號； 第二故障信號生成控制單元，分別與所述第二計時器、所述第二電流傳感器和所述第二期望電流獲取單元相連，用于在接收到所述第二計時結束信號時從第二電流傳感器獲取當前的第二輸入電流值和從所述第二期望電流獲取單元獲取所述第二期望電流值，且將所述當前的第二輸入電流值與所述第二期望電流值進行比較以生成第二故障信號； 第三中斷單元，與所述第二故障信號生成控制單元相連，且用于與第二牽引變頻器相連，用于在接收到所述第二故障信號后生成第三中斷控制信號，以控制第二牽引變頻器停止工作。
7.—種雙機重聯工礦機車，包括第一機車和第二機車，所述第一機車上設置有相互連接的第一牽引變頻器和第一牽引電機，所述第二機車上設置有相互連接的第二牽引變頻器和第二牽引電機，所述第一機車和第二機車上均分別設置有機車制動管和列車管，其特征在于: 還包括權利要求1-6任一所述的控制裝置，其中，所述控制裝置中的信號轉發(fā)單元分別與所述第一牽引變頻器和所述第二牽引變頻器相連； 所述第一機車中的機車制動管的后端連接軟管和第二機車中制動管的前端連接軟管相連； 所述第一機車中的列車管的后端連接軟管和第二機車中的列車管的前端連接軟管相連； 所述第二機車中的列車管的后端連接軟管用于與被牽引的第一節(jié)車體的制動管相連。
【文檔編號】B61C17/00GK103625480SQ201210302624
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月23日 優(yōu)先權日:2012年8月23日
【發(fā)明者】涂建軍 申請人:北車蘭州機車有限公司