CN108749583A - 自适应动态电阻制动*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于电阻制动器领域，具体涉及一种自适应动态电阻制动***，它包括第一伸缩杆、第二伸缩杆、滑动变阻器、热能吸收装置、电流互感器和控制器等，当车距较小或车距和速度较大时，滑移接触器滑动至阻值较小的位置，当车距较大，速度较小时，滑移接触器滑动至阻值较大的位置，当制动电流较低时，滑移接触器滑动至阻值更小的电阻，同时，热能吸收装置根据电阻值的变化作出相应的调整，制动结束后，热能吸收装置缩回水箱中。动态电阻制动***通过调节制动电阻的阻值来控制电流的大小，从而达到对机车的稳定制动效果，同时，热能吸收装置根据电阻值的调整来伸入和缩回相应的根数，从而达到散热好和热能利用充分的效果。
Description
技术领域
本发明属于电阻制动器领域，特别涉及一种自适应动态电阻制动***。
背景技术
电阻制动器是大型动力机车中常用的制动能量耗散装置。
广州电力机车有限公司的专利产品自卸车主传动***电路介绍了一种与一个斩波器串联的制动电阻形成高速制动单元(参考专利文献CN203864460U)。
中国重汽集团济南动力有限公司的专利产品车辆辅助制动装置，在驱动桥左右两侧的半轴上均设置有磁流变阻尼装置，该装置为车辆提供所需要的辅助阻尼力矩，可以更好的改善整个制动***的制动性能(参考专利文献CN203267801U)。
西安东太电子陶瓷有限公司的专利产品用于电力机车制动***的能量吸收电阻器，采用氧化锌陶瓷线性电阻片作为电阻心体，在氧化锌陶瓷线性电阻片之间设置铝合金散热体(包括端部散热体及中间散热体)的结构(参考专利文献CN102779600B)。
通用电气公司的专利产品机车动态制动格栅单元的配置，通过对加热的输入和输出气流的引导，对雪或冰进行防止或减轻(参考专利文献CN100584653C)。
发明内容
本发明提供了一种动态电阻制动器，其制动能力能根据实际工况或其他数据进行调整，同时，由制动器的散热能力或热量再利用模式也能相应地调整。使得制动器的散热能力得到优化，并且节约了能源。
用于车辆中自适应动态电阻制动***结构包括：
串励式电机，设于制动电阻箱外，驱动时，将电能转换为机械能，在制动时，将机械能转换为电能；
水箱，其安装于制动电阻箱的右侧，内部填充满水并均匀放置多个热能吸收装置；
滑动变阻器，安装于制动电阻箱的内部，用于将制动时产生的电能转换为热能散发出去；
温度传感器，设于制动电阻箱内，用于检测制动电阻箱内的温度；
UWB测距模块，用于测量当前车辆与前车之间的距离；
车速传感器，用于测量当前车辆的车速；
其特征在于，还包括：
电流互感器，设于制动电阻箱外，用于实时监测制动回路中的电流值；
第一伸缩杆，安装于制动电阻箱内，用于移动滑动变阻器中的滑移接触器；
滑移接触器，连接滑动变阻器与第一伸缩杆；
热能吸收装置，其设于水箱内部，由固-固相反应的相变材料构成，且制动电阻箱右侧有着与其横截面大小相等的孔洞，用于吸收制动电阻散发出的热能，并加热水箱内的水；
第二伸缩杆，安装于水箱的右侧并连接热能吸收装置，用于带动热能吸收装置伸出和缩回；
控制器，其信号连接温度传感器、UWB测距模块、车速传感器、电流互感器、第一伸缩杆以及第二伸缩杆；
控制器被配置为：
(1)当两车的车距小于第一阈值时，或当车距大于第一阈值且当前车辆的车速大于第一速度值时，第一伸缩杆将滑移接触器移至第二电阻值，当电阻制动器开始制动时，第二伸缩杆向制动电阻箱内伸入第二数量值的热能吸收装置；当电流互感器检测出制动电流低于第一电流值时，第一伸缩杆带动滑移接触器将电阻值减小至第一电阻值，通过减小制动电阻的阻值，来增大制动回路电流，从而使得机车在低速行驶时制动力矩也能够保持稳定，同时，热能吸收装置的伸入量由第二数量值变为第三数量值，从而更多地吸收制动电阻产生的热能；其中制动回路中制动电流的大小与滑动变阻器阻值的大小呈反比关系；
(2)当当前车辆车速低于第一速度值时，第一伸缩杆带动滑移接触器移动至第三电阻值，第二伸缩杆向制动电阻箱内伸入第一数量值的热能吸收装置；当电流互感器检测出制动回路电流低于第二电流值时，滑移接触器从第三电阻值移动至第二电阻值，当制动回路电流下降至第一电流值时，滑移接触器从第二电阻值移动至第一电阻值，同时，热能吸收装置的伸入量根据电阻值的变化从第一数量值切换至第二数量值再切换至第三数量值；其中热能吸收装置的伸入量与电阻阻值呈负相关关系；
(3)当制动结束且制动电阻箱内的温度值低于第一温度值时，第二伸缩杆撤回全部热能吸收装置，对水箱里的水进行加热；
第一电阻值＜第二电阻值＜第三电阻值；
第一数量值＜第二数量值＜第三数量值；
第一电流值＜第二电流值。
本发明的有益效果是：在制动过程中，机车速度的降低会导致感应电流下降，动态电阻制动***通过调节制动电阻的阻值来控制电流的大小，从而达到对机车的稳定制动效果，同时，热能吸收装置根据电阻值的调整来伸入和缩回相应的根数，从而达到散热好和热能利用充分的效果。
附图说明
图1示出了自适应动态电阻制动***示意图；
图2示出了电机制动原理图；
图3示出了制动控制流程图。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述本***的结构以及所实现的功能。
串励式电机1，设于制动电阻箱外，驱动时，将电能转换为机械能，在制动时，将机械能转换为电能；
水箱2，其安装于制动电阻箱的右侧，内部均匀放置了多个热能吸收装置10并填充满水；
滑动变阻器3，安装于制动电阻箱的内部，用于将制动时产生的电能转换为热能散发出去；
温度传感器4，设于制动电阻箱内，用于检测制动电阻箱内的温度；
UWB测距模块5，用于测量当前车辆与前车之间的距离；
车速传感器6，用于测量当前车辆的车速；
还包括：
电流互感器7，设于制动电阻箱外，用于实时监测制动回路中的电流值；
第一伸缩杆8，安装于制动电阻箱内，用于移动滑动变阻器中的滑移接触器9；
滑移接触器9，连接滑动变阻器与第一伸缩杆8；
热能吸收装置10，其设于水箱2内部，由固-固相反应的相变材料构成，且制动电阻箱右侧有着与其横截面大小相等的孔洞，用于吸收制动电阻散发出的热能，并加热水箱2内的水；
第二伸缩杆11，安装于水箱2的右侧并连接热能吸收装置10，用于带动热能吸收装置10伸出和缩回；
控制器12，其信号连接温度传感器4、UWB测距模块5、车速传感器6、电流互感器7、第一伸缩杆8以及第二伸缩杆11；
控制器12被配置为：
(1)当两车的车距小于第一阈值时，或当车距大于第一阈值且当前车辆的车速大于第一速度值时，第一伸缩杆8将滑移接触器9移至第二电阻值，当电阻制动器开始制动时，第二伸缩杆11向制动电阻箱内伸入第二数量值的热能吸收装置10；当电流互感器7检测出制动电流低于第一电流值时，第一伸缩杆8带动滑移接触器9将电阻值减小至第一电阻值，通过减小制动电阻的阻值，来增大制动回路电流，从而使得机车在低速行驶时制动力矩也能够保持稳定，同时，热能吸收装置10的伸入量由第二数量值变为第三数量值，从而更多地吸收制动电阻产生的热能；其中制动回路中制动电流的大小与滑动变阻器3阻值的大小呈反比关系；
(2)当当前车辆车速低于第一速度值时，第一伸缩杆8带动滑移接触器9移动至第三电阻值，第二伸缩杆11向制动电阻箱内伸入第一数量值的热能吸收装置10；当电流互感器7检测出制动回路电流低于第二电流值时，滑移接触器9从第三电阻值移动至第二电阻值，当制动回路电流下降至第一电流值时，滑移接触器9从第二电阻值移动至第一电阻值，同时，热能吸收装置10的伸入量根据电阻值的变化从第一数量值切换至第二数量值再切换至第三数量值；其中热能吸收装置10的伸入量与电阻阻值呈负相关关系；
(3)当制动结束且制动电阻箱内的温度值低于第一温度值时，第二伸缩杆11撤回全部热能吸收装置10，对水箱2里的水进行加热；
第一电阻值＜第二电阻值＜第三电阻值；
第一数量值＜第二数量值＜第三数量值；
第一电流值＜第二电流值。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。
Claims (2)
1.一种用于车辆的动态电阻制动***，其特征在于，所述动态电阻制动***的制动能力根据实际工况进行调整，同时，由制动***的散热能力也相应地调整。
2.一种用于车辆的自适应动态电阻制动***，其包括：
串励式电机，设于制动电阻箱外，驱动时，将电能转换为机械能，在制动时，将机械能转换为电能；
水箱，其安装于制动电阻箱的右侧，内部填充满水并均匀放置多个热能吸收装置；
滑动变阻器，安装于制动电阻箱的内部，用于将制动时产生的电能转换为热能散发出去；
温度传感器，设于制动电阻箱内，用于检测制动电阻箱内的温度；
UWB测距模块，用于测量当前车辆与前车之间的距离；
车速传感器，用于测量当前车辆的车速；
其特征在于，还包括：
电流互感器，设于制动电阻箱外，用于实时监测制动回路中的电流值；
第一伸缩杆，安装于制动电阻箱内，用于移动滑动变阻器中的滑移接触器；
滑移接触器，连接滑动变阻器与第一伸缩杆；
热能吸收装置，其设于水箱内部，由固-固相反应的相变材料构成，且制动电阻箱右侧有着与其横截面大小相等的孔洞，用于吸收制动电阻散发出的热能，并加热水箱内的水；
第二伸缩杆，安装于水箱的右侧并连接热能吸收装置，用于带动热能吸收装置伸出和缩回；
控制器，其信号连接温度传感器、UWB测距模块、车速传感器、电流互感器、第一伸缩杆以及第二伸缩杆；
控制器被配置为：
(1)当两车的车距小于第一阈值时，或当车距大于第一阈值且当前车辆的车速大于第一速度值时，第一伸缩杆将滑移接触器移至第二电阻值，当电阻制动器开始制动时，第二伸缩杆向制动电阻箱内伸入第二数量值的热能吸收装置；当电流互感器检测出制动电流低于第一电流值时，第一伸缩杆带动滑移接触器将电阻值减小至第一电阻值，通过减小制动电阻的阻值，来增大制动回路电流，从而使得机车在低速行驶时制动力矩也能够保持稳定，同时，热能吸收装置的伸入量由第二数量值变为第三数量值，从而更多地吸收制动电阻产生的热能；其中制动回路中制动电流的大小与滑动变阻器阻值的大小呈反比关系；
(2)当当前车辆车速低于第一速度值时，第一伸缩杆带动滑移接触器移动至第三电阻值，第二伸缩杆向制动电阻箱内伸入第一数量值的热能吸收装置；当电流互感器检测出制动回路电流低于第二电流值时，滑移接触器从第三电阻值移动至第二电阻值，当制动回路电流下降至第一电流值时，滑移接触器从第二电阻值移动至第一电阻值，同时，热能吸收装置的伸入量根据电阻值的变化从第一数量值切换至第二数量值再切换至第三数量值；其中热能吸收装置的伸入量与电阻阻值呈负相关关系；
(3)当制动结束且制动电阻箱内的温度值低于第一温度值时，第二伸缩杆撤回全部热能吸收装置，对水箱里的水进行加热；
第一电阻值＜第二电阻值＜第三电阻值；
第一数量值＜第二数量值＜第三数量值；
第一电流值＜第二电流值。
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