[发明专利]一种列车线路阻力模拟试验系统及试验方法

说明书

本发明公开了一种列车线路阻力模拟试验系统，包括控制单元、负载单元、惯量飞轮和信号采集单元，惯量飞轮的一端通过轨道轮与被测列车相连，负载单元与惯量飞轮的另一端相连；信号采集单元用于采集轨道轮的状态信息，控制单元根据状态信息控制负载单元输出与列车线路阻力相匹配的负载值。本发明还公开了一种试验方法，包括：S01、选择与列车相匹配的惯量飞轮；S02、列车按预设速度曲线运行，采集列车轨道轮的状态信息，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，控制所述负载单元输出与列车预设运行阻力相匹配的负载。上述方案具有结构简单、试验结果精准度高、安全可靠性高等优点。

技术领域

本发明主要涉及列车运行阻力模拟技术领域，特指一种列车线路阻力模拟试验系统及试验方法。

背景技术

目前，轨道交通车辆的传动系统广泛采用交流传动技术，在轨道交通车辆的交流牵引传动系统的设计过程中，为节约设计成本，提高设计效率，一般需要通过地面组合联调系统对轨道交通车辆的交流牵引传动系统的设计方案进行模拟检测，通过模拟检测找出设计方案中的缺陷和不足，从而对交流牵引传动系统的设计方案的系统性能进行验证，以保证所设计的轨道交通车辆的交流牵引传动系统的性能可以满足运营要求。

线路阻力模拟主要用于被试列车在滚动试验台上模拟在实际某一指定线路中的运行阻力工况，以检验被试列车的性能和运行可靠性。从列车行驶的动力学分析可见，列车在滚动台架上需要模拟的线路阻力包括线路运行阻力和列车的惯量在启动加速和制动减速阻力。

为准确地还原列车运行时的真实工况，现有方案中采用角加速度的控制来实现电惯量的模拟，角加速度的直接测量方法有压阻式、压电式、液环式，但目前还没有成熟的安装在工业机械转轴上的传感器产品。间接测量是通过对转速的微分来估算角加速度，但微分运算会放大转速信号中的噪声，采用滤波处理会使相位滞后，导致动态测量误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、试验精度高、安全可靠性高的列车线路阻力模拟试验系统及试验方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种列车线路阻力模拟试验系统，包括控制单元、负载单元、惯量飞轮和信号采集单元，所述控制单元分别与所述信号采集单元和负载单元相连；所述惯量飞轮的一端通过轨道轮与被测列车轮对相连，所述负载单元与所述惯量飞轮的另一端相连；所述信号采集单元用于采集轨道轮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输出与列车线路阻力相匹配的负载值。

作为上述技术方案的进一步改进，所述负载单元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。

本发明还公开了一种基于如上所述的列车线路阻力模拟试验系统的试验方法，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；

S02、试验开始，在列车按预设速度曲线运行过程中，所述信号采集单元采集列车轨道轮的状态信息，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。

作为上述技术方案的进一步改进，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，控制所述负载单元中的负载电机按转矩给定值输出。

作为上述技术方案的进一步改进，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。

作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S02中，所述状态信息包括转速和转矩。