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        電力機(jī)車平穩(wěn)性控制和操作優(yōu)化策略研究

        2020-10-09 11:05:33初國
        科教導(dǎo)刊·電子版 2020年21期
        關(guān)鍵詞:電力機(jī)車

        初國

        摘要:隨著我國電力機(jī)車的廣泛應(yīng)用,對于機(jī)車平穩(wěn)性與操作方面的研究也在加強(qiáng)。通常情況下,電力機(jī)車在線路上運行時,其縱向作用力始終處于一個動態(tài)變化的過程。一般情況下,縱向作用力的變化是比較平緩的,但當(dāng)列車受到其他因素的誘導(dǎo)時,該變化可能會變得比較激烈,即引起縱向沖動。因此,控制其平穩(wěn)性,優(yōu)化相關(guān)操作就顯得極為重要。

        關(guān)鍵詞:電力機(jī)車;平穩(wěn)性控制;操作優(yōu)化

        中圖分類號:U216.3 ????文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        1電力機(jī)車操作存在的安全隱患

        1.1作業(yè)復(fù)雜化

        (1)列車運行監(jiān)控裝置(簡稱LKJ)的操作變化。由于擔(dān)當(dāng)?shù)慕宦?、機(jī)車所屬局段的不同,機(jī)車乘務(wù)員就需要輸入不同的LKJ參數(shù),以便調(diào)取不同的列車運行控制數(shù)據(jù),相應(yīng)的控制模式也就發(fā)生變化,機(jī)車乘務(wù)員的操縱方法也就需要調(diào)整,從而加大機(jī)車乘務(wù)員作業(yè)負(fù)擔(dān),進(jìn)一步威脅作業(yè)安全性。(2)機(jī)車故障處理與非正常行車變化。機(jī)車在運用過程中不可避免的會發(fā)生故障,然而不同的車型其故障現(xiàn)象也不盡相同,要求處理的故障方法也沒辦法統(tǒng)一,發(fā)生非正常行車問題的所屬局段對其處理的要求不同,各個車站值班員、列車調(diào)度員的應(yīng)急處置方法不同,這就要求機(jī)車乘務(wù)員具備一定的排除故障和處理非正常行車的能力,并根據(jù)實際具體問題加以區(qū)別。

        1.2機(jī)車乘務(wù)員配班問題

        面對改革調(diào)圖新任務(wù),現(xiàn)在一部分乘務(wù)工時短的短交路采用標(biāo)準(zhǔn)班值乘,在這樣的新職司機(jī)比重不斷加大的情況下,乘務(wù)工作不可避免的出現(xiàn)雙新人員的雙司機(jī)值乘或新職司機(jī)帶學(xué)習(xí)司機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)班,新職司機(jī)畢竟行車經(jīng)驗比較缺乏,業(yè)務(wù)水平參差不齊,應(yīng)急處理能力缺乏,從而給行車安全帶來了隱患。

        2電力機(jī)車平穩(wěn)性控制的策略

        2.1既有交流傳動電力機(jī)車平穩(wěn)性的控制

        2.1.1恒轉(zhuǎn)矩模式

        在低速段,采用較小的加/減載率,盡量避免沖動;在中高速段,采用較大的加/減載率,使機(jī)車牽引力快速達(dá)到設(shè)定力矩。電制工況,電制力的加/減載率為一個恒定值,使列車平穩(wěn)提速/減速。同時,由于這種模式包括牽引工況和電制動工況,其手柄級位對應(yīng)設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。恒轉(zhuǎn)矩牽引模式一般在爬坡時用到,要求列車短時間發(fā)揮較大牽引力,所以恒轉(zhuǎn)矩牽引模式的加載率較為固定。

        2.1.2準(zhǔn)恒速模式

        這種模式只是對于牽引工況而言,而電制動工況則屬于恒轉(zhuǎn)矩控制,手柄級位對應(yīng)設(shè)定目標(biāo)速度。在不同的速度段,采用不同的加減載斜率。在機(jī)車起動加速過程中,采用較小的加減載率,使速度平穩(wěn)變化;低速段,采用較大的加減載率,使機(jī)車速度能夠快速達(dá)到設(shè)定速度;中速段,加減載率減小,使機(jī)車速度平穩(wěn)變化;高速段,采用較小加減載率,避免機(jī)車超速。

        2.1.3牽引與電制切換過程

        牽引、電制動工況切換的時間段為一個簡短的時間,保持較低的牽引力減載率和電制力的加載率。

        2.2平穩(wěn)性控制策略

        既有交流傳動電力機(jī)車牽引/電制力變化控制策略經(jīng)過不斷地試驗,目前已經(jīng)基本滿足運用需求,但是仍存在列車進(jìn)入不同速度段時,加減載率的突變可能導(dǎo)致列車的縱向沖動,本文在既有的平穩(wěn)性控制策略基礎(chǔ)上,提出以下優(yōu)化方案:

        2.2.1準(zhǔn)恒速模式

        在不同的速度段,采用不同的加減載斜率的基礎(chǔ)上,將低速和高速階段加減載率的變化從階躍式改為平穩(wěn)過渡式,避免由于加減載率的突變導(dǎo)致列車縱向沖動。

        2.2.2恒轉(zhuǎn)矩模式

        在恒轉(zhuǎn)矩模式下,手柄級位對應(yīng)設(shè)定目標(biāo)力矩。將設(shè)定力矩與實際力矩的差值定義為△F,列車加減載率K隨著△F變化。

        3電力機(jī)車的操作策略

        在電力機(jī)車操作當(dāng)中,司機(jī)的操縱習(xí)慣會影響列車的平穩(wěn)性,主要針對司機(jī)的兩種操縱習(xí)慣進(jìn)行研究:一種為牽引手柄短時間內(nèi)平穩(wěn)過渡到目標(biāo)級位;另一種為牽引手柄階段性過渡到目標(biāo)級位,即先過渡到較低級位,待列車速度/牽引力達(dá)到該級位,再次過渡到下一級位,直到目標(biāo)級位。針對司機(jī)的兩種不同操作模式,對既有的平穩(wěn)性控制策略進(jìn)行以下補(bǔ)充:

        3.1準(zhǔn)恒速模式

        在電力機(jī)車操作當(dāng)中,如果司機(jī)把牽引手柄階段性過渡到目標(biāo)級位時,增加如下策略:設(shè)定速度與實際速度之差△V>15km/h時,列車應(yīng)進(jìn)行加減載率的控制;設(shè)定速度與實際速度之差△V≤15km/h時,列車應(yīng)在準(zhǔn)恒速模式的基礎(chǔ)上,加減載率應(yīng)平穩(wěn)增加或者減少,自動調(diào)節(jié),平穩(wěn)、快速地達(dá)到設(shè)定速度。

        3.2恒轉(zhuǎn)矩模式

        在這種模式下,設(shè)定力矩與實際力矩的差越大,加減載率越大,所以,如果要兼顧平穩(wěn)性,建議司機(jī)操縱時采用將牽引手柄階段性過渡到目標(biāo)級位。

        4結(jié)語

        綜上所述,加強(qiáng)平穩(wěn)性與操作方面的研究,對電力機(jī)車運行有重要幫助。本文僅提出了一種策略,其中的加減載率、速度等具體參數(shù)并未完善,不同車型具體參數(shù)可能存在較大差異,所以需要在試驗驗證和運用過程中不斷校核和優(yōu)化,以確定最優(yōu)的參數(shù),對控制策略進(jìn)行優(yōu)化。

        參考文獻(xiàn)

        [1]趙輝,張?zhí)煜?新八軸HXD_2型電力機(jī)車制動控制系統(tǒng)的探討與分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2019(23):82.

        [2]文小康,黃景春,康燦.基于模糊控制的電力機(jī)車智能撒砂控制方法[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報,2019,16(09):2304-2311.

        [3]張濤,肖家博.HX_D1型八軸電力機(jī)車平穩(wěn)性控制策略研究[J].機(jī)車電傳動,2018(06):55-58.

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