[发明专利]一种列车线路阻力模拟试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种列车线路阻力模拟试验系统，其特征在于，包括控制单元、负载单元(5)、惯量飞轮(4)和信号采集单元(3)，所述控制单元分别与所述信号采集单元(3)和负载单元(5)相连；所述惯量飞轮(4)的一端通过轨道轮(2)与被测列车轮对(1)相连，所述负载单元(5)与所述惯量飞轮(4)的另一端相连；所述信号采集单元(3)用于采集轨道轮(2)的状态信息并发送至控制单元，所述控制单元根据所述状态信息控制所述负载单元(5)输出与列车线路阻力相匹配的负载值。

2.根据权利要求1所述的列车线路阻力模拟试验系统，其特征在于，所述负载单元(5)与用于提供被测列车能量的直流电网相连，用于将试验产生的能量回馈至直流电网。

3.一种基于权利要求1或2所述的列车线路阻力模拟试验系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、试验开始前，选择与列车相匹配的惯量飞轮(4)；

S02、试验开始，在列车按预设速度曲线运行过程中，所述信号采集单元(3)采集列车轨道轮(2)的状态信息，并根据状态信息得到列车的运行阻力；

S03、根据列车预设运行阻力与步骤S02得到的运行阻力之间的差值，控制所述负载单元(5)输出与列车预设运行阻力相匹配的负载；其中预设运行阻力与预设速度曲线相对应。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在步骤S03中，根据列车预设运行阻力与步骤S02得到的运行阻力之间的差值，输出对应的转矩给定值，控制所述负载单元(5)中的负载电机按转矩给定值输出。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，实时检测所述负载电机的输出电流，并根据输出电流进行电流闭环控制，以实现负载电机的转矩闭环控制。

6.根据权利要求3或4或5所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，所述状态信息包括转速和转矩。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，根据检测到的转速信号对列车速度进行闭环控制。

8.根据权利要求3或4或5所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，根据列车车况信息、路况信息和模拟线路信息生成对应的预设速度曲线；其中所述列车车况信息包括动车质量、拖车质量和列车车辆数量；所述路况信息包括坡度和曲线半径。

9.根据权利要求3或4或5所述的控制方法，其特征在于，在步骤S02中，所述运行阻力W包括列车基本阻力W_O和列车附加阻力W_j，W＝W₀+W_j。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述列车基本阻力W₀＝{(1.65+0.0247×v)×M_m+(0.78+0.0028×v)×M_t+[0.028+0.0078×(N-1)]×v×v}×9.81×0.001

其中：M_m—动车质量t，M_t—拖车质量t，v—列车速度km/h，N—列车车辆数量；

所述列车附加阻力W_j＝ω_j×M_m×g×0.001

其中：ω_j—列车单位附加阻力，单位N/kN；M_m—动车质量，单位t；g为重力加速度；

其中列车单位附加阻力为：

ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s

其中：ω_i—坡道附加阻力，单位N/kN；ω_r—曲线附加阻力，单位N/kN；ω_s—隧道附加空气阻力，单位N/kN；坡道附加阻力：ω_i＝i，其中i为坡度；

曲线附加阻力：曲线半径r为0时，ω_r＝0；曲线半径r不为0时，ω_r＝600/r；

隧道附加空气阻力：ω_s＝0.00013×s，其中s为隧道长度。