[发明专利]一种轨道车辆牵引及制动系统及方法

权利要求书

1.一种轨道车辆牵引及制动系统，其特征在于，包括：

电机，转动并产生扭矩提供轨道车辆牵引的牵引力；转动并产生扭矩提供轨道车辆制动的制动力；

位置传感器，安装在电机轴上，信号端与牵引变流器连接，采集电机的位置信息并传输到牵引变流器；

牵引变流器，与动力电源、电机和位置传感器连接，接入动力电源进行调节后输出三相电源，接收位置传感器采集的电机的位置信息，根据电机的位置信息计算电机的转速以及加速度；根据电机的转速、电机当前工况对应的转差率以及目标扭矩，计算得到磁场旋转速度，根据磁场旋转速度及目标扭矩调节输出的三相电源的电流、电压和频率，使得电机能够在低速及零速时产生稳定可控的制动扭矩；在减速时控制电机输出零扭矩，同时给电机一个大于轨道车辆减速度的电机减速度，根据减速箱齿轮齿间缝隙、轨道车辆减速度以及电机减速度计算时间差Δt，牵引变流器控制电机以电机减速度减速Δt时长，然后开始输出制动扭矩。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引及制动系统，其特征在于：所述的电机在零速时能够实现零速锁定。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引及制动系统，其特征在于：所述的磁场旋转速度的计算公式如下：

n_磁场＝n_电机+S·T，其中，n_磁场为磁场旋转速度，n_电机为电机实际转速，S为电机当前工况对应的转差率，T为目标扭矩。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引及制动系统，其特征在于：所述的牵引及制动系统还包括控制电源以及配置于转向架的电机和用于对电机进行制动的制动总成，所述的制动总成包括若干组制动组件，牵引变流器接收记录轨道车辆的载荷参数，并根据轨道车辆的故障类型和载荷参数预定对应制动扭矩的制动方式，当所述轨道车辆动力电源和/或控制电源失电时，所述牵引变流器根据预定的制动方式控制制动总成对电机进行制动。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆牵引及制动系统，其特征在于：所述故障类型为包括：控制电源失电，动力电源保持供电或失电；以及控制电源保持供电，动力电源失电。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引及制动系统，其特征在于：所述的电机减速度为100％·轨道车辆减速度＜电机减速度≤500％·轨道车辆减速度，时间差其中S_齿间为减速箱齿轮齿间缝隙，a_机为电机减速度，a_车为轨道车辆减速度。

7.基于权利要求1-6中任意一项所述的轨道车辆牵引及制动系统的方法，其特征在于：包括牵引阶段和制动阶段；

所述的牵引阶段包括：

S101：系统启动，牵引变流器得电；

S102：牵引变流器根据电机实际转速、电机当前工况对应的转差率以及目标扭矩，计算得到磁场旋转速度，根据磁场旋转速度及目标扭矩调节输出的三相电源的电流、电压和频率；

S103：电机运转产生扭矩提供轨道车辆牵引的牵引力；

所述的制动阶段包括：

S201：牵引变流器根据电机实际转速、电机当前工况对应的转差率以及目标扭矩，计算得到磁场旋转速度，根据磁场旋转速度及目标扭矩调节输出的三相电源的电流、电压和频率；

S202：电机运转产生扭矩提供轨道车辆制动的制动力。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的方法还包括紧急制动，制动组件根据制动策略进行紧急制动。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的制动阶段还包括防止打齿步骤：在车辆减速时，牵引变流器在减速时控制电机输出零扭矩，同时给电机一个大于轨道车辆减速度的电机减速度，根据减速箱齿轮齿间缝隙、轨道车辆减速度以及电机减速度计算时间差Δt，牵引变流器控制电机以电机减速度减速Δt时长，然后开始输出制动扭矩。