[发明专利]铁路列车操作控制系统和使用操作控制系统的铁路列车

说明书

发明背景

本发明涉及铁路列车操作控制系统和使用操作控制系统的铁路列车，以致通过使用多个驱动装置而实现目标操作。

通过操作多个并联连接的功率驱动装置使铁路列车和飞机行驶或飞行。例如，铁路列车包括数辆或十辆以上的机车车辆。通常，每节机车车辆包括3或4个逆变器驱动装置。此外，把约2-4个马达并联地连接到每个逆变器驱动设备。还有，每个逆变器驱动装置接收从机车车辆车头提供的操作单元发送的转矩输出指令，并通过控制每个马达的电流而控制逆变器驱动装置，以致实际转矩输出等于指令的转矩输出。

传统上，铁路列车的行驶如下。从操作单元把转矩输出指令分配给每个逆变器驱动装置，并应用数种巧计把所需要的转矩输出分配给每个逆变器驱动装置。铁路列车使用铁制造的车轮在铁制造的铁路上行驶，同时受到加速或减速。由于摩擦系数较小，使铁车轮趋向于空转。还有，由于铁的摩擦系数的变化与铁路和车轮的表面状态有关，所以摩擦系数受到潮湿或铁路和车轮的锈蚀状态的影响。

机车车辆车头特别倾向于接收铁路表面状态的影响，而铁路表面状态又容易地导致空转。相应地，把机车车辆车头产生的转矩设置为依次相连的机车车辆的转矩的80-90％。此外，摩擦力与施加到车轮和铁路之间的接触表面的负载成正比。

因此，对于在机车车辆内乘客数目较少的机车车辆，通过降低这个机车车辆的转矩而执行一个防止空转的方法。即使发生空转的问题，控制每个驱动装置，以致通过降低每个驱动装置的转矩而防止它的空转，并且使每个驱动装置的转矩逐渐回到它预定的转矩。

此外，当电流在逆变器中流过时，电流传导损耗使逆变器发热，并且当电流切换时，产生切换损耗。如果逆变器单元的温度增加到大于设计值，则热使单元击穿。因此，根据铁路列车行驶的路线的行驶图，以及切换单元的温度特征来估计切换单元的增加值。通过使用估计结果，设计切换单元的电特征以及待使用的冷却装置的冷却性能，以致即使在最恶劣的情况下切换单元也不会击穿。最恶劣的情况是风不是完全地围绕冷却装置而通过，或乘客的数目超过极限值。

汽车是通过与驱动铁路列车相似的方法驱动的一种系统。在汽车中，在对道路的表面状态进行自适应的同时，通过机械的功率分配设备把从一个功率源馈入的转矩输出最优化地分配给每个车轮，以便改进操作性能。

发明概要

本发明针对一种系统，在所述系统中多个功率源并联连接。相应地，本发明不针对诸如汽车之类其中只有一个功率源的系统，而且这种系统通过调节把驱动力从一个功率源发送到车轮的发送装置的发送系数而得到较佳的驱动。

传统的铁路列车系统是这样设计的，即使在最坏的情况下也不发生击穿的问题，假定最坏情况是根据实际测量或经验数据确定的。此外，即使发生任何问题，分别处理每个有问题的装置。然而，如果独立地处理在一个系统中的每个有问题装置，则在这种传统系统中有数个问题。

例如，在空转中将发生下列问题。首先，为了停止空转，降低空转车轮的转矩，在已经停止空转之后，使车轮的转矩返回到预定转矩。

然而，由于分别处理每个装置，如果发生空转，则整个铁路列车的加速能力降低。

此外，在逆变器的发热问题中，发生下列问题。在当前的逆变器中，用半导体构成切换单元。由于当半导体切换单元的温度变成较高时它的热损耗增加，所以希望在低温处使用半导体切换单元。在诸如长度约为300米的铁路列车之类的大系统中，由于诸如自然窗户，降雨等环境条件，每个逆变器的温度是不同的。如果每个装置在所分配的相同转矩指令下操作(不控制)，则温度高的逆变器导致大的损耗量而它们的温度更加增加，转而降低逆变器的能量转换效率。

本发明的一个目的是防止诸如铁路列车之类的大系统的劣化。

本发明的另一个目的是通过使逆变器的损耗最小而使能量转换效率最高。

为了达到上述目的，本发明的铁路列车包括：设置在装置上的至少一个监测单元，它执行监测每个装置的操作状态的监测功能；通信网络；中央处理单元，用于把控制信息最优化地分配给每个装置。