專利名稱：軌行機車的停車制動器的制作方法
軌行機車的停車制動器
本發(fā)明涉及一種軌道上運行的機車的停車制動器，其中，停車制動器借 助至少一臺電機實現(xiàn)，該電機有一個轉(zhuǎn)子和一個定子。
在鐵路交通中使用機車，用來牽引貨車或客車。對于允許運行客車的電 動和軌行機車，除了常用的發(fā)電式電制動器外還有氣動、液壓或電操縱的機 械式(備用)制動器。對于常用的發(fā)電式電制動器，機車的永磁同步電動機可 以作為發(fā)電機運行，它在轉(zhuǎn)子上有永久磁鐵。運行時只借助常用的發(fā)電式電 制動器將機車置于停車狀態(tài)。在車站或在停車站一旦車輛處于停車狀態(tài)便使
用機械式制動器。因此，機械式制動器用作停車制動器。在車站，停車制動 器的功能必須在工作上非?？煽康貙崿F(xiàn)，因為在旅客換乘時車輛在任何情況 下均不允許無意中運動。
例如由EP0875433B1已知，可以如何設計用于鐵路機車車輛的機械式 停車制動器的結(jié)構(gòu)。由US5564795已知，可以如何設計氣動停車制動器及其 控制裝置的結(jié)構(gòu)。在這兩種情況下的停車制動器其機械結(jié)構(gòu)均比較復雜。
當然，在操縱和松開軌行機車的氣動停車制動器時要耗用大量壓縮空 氣，它們必須昂貴和效率低下地用一個電動式壓縮機產(chǎn)生。也就是說，為了 運行氣動停車制動器要消耗許多能量。此外，在松開機械式停車制動器時影 響乘車舒適性，因為在松開并與此同時起動軌行機車時可能引起急沖。在機 械式停車制動器中這會導致閘瓦、機械制動部件磨損，以及在氣動停車制動 器的情況下還可能導致壓縮機磨損。此外，在操縱和松開氣動停車制動器時 產(chǎn)生噪聲。
因此本發(fā)明的目的是，提供一種軌行機車的停車制動器，它比氣動停車 制動器消耗的能量少，以及通過它改善乘車舒適性。此外，按本發(fā)明的停車 制動器應沒有磨損和產(chǎn)生很輕的噪聲。
此目的按本發(fā)明采取下列措施達到設電機控制裝置，它如此控制電機， 即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置即使有從外部作用的扭矩仍能保持不變。
也就是說，現(xiàn)在利用電機作為停車制動器取代機械式停車制動器。由此 以有利的方式在按本發(fā)明的停車制動器工作期間不產(chǎn)生磨損，因為產(chǎn)生磁性
的停車制動力而不是通過機械力。另 一個優(yōu)點是在按本發(fā)明的停車制動器工 作時不發(fā)出噪聲。此外，當用作停車制動器的電機也用作驅(qū)動電機時可以防 止起動時急沖。本發(fā)明另 一項有利的設計規(guī)定，為電機的控制裝置配設一個位置調(diào)節(jié) 器，以便將轉(zhuǎn)子調(diào)整為規(guī)定位置。由此特別有利地保證軌行機車的停車狀態(tài)。轉(zhuǎn)子的角向位置可借助轉(zhuǎn)子位置傳感器確定。與之不同，轉(zhuǎn)子的角向位 置也可以借助一個轉(zhuǎn)子位置模型根據(jù)電氣參數(shù)，例如通過評估轉(zhuǎn)子的^t不對 稱性確定，這種磁不對稱性是由轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置形成的。在這里評估電 氣參數(shù)，例如輸入電壓或流入電機內(nèi)的電流。所述的評估以轉(zhuǎn)子取決于位置 的電感差為基礎。正是借助上述用于確定轉(zhuǎn)子角向位置的可能性，所以能特 別準確地實現(xiàn)位置調(diào)整。若借助轉(zhuǎn)子位置模型確定角向位置，則也可以有利 地省去轉(zhuǎn)子位置傳感器。此外，有利地為控制裝置配設一個變流器-功率部件。電機可例如設計 為異步電動機，或也可以設計為在轉(zhuǎn)子上有永久》茲鐵的永》茲同步電動機。在 后一種情況下，停車制動器也可以采取下述措施設計得特別堅固耐用，即， 給永》茲同步電動機的定子4貴送直流電，以達到制動作用。直流電可以由電池 或與之不同通過整流器提供。下面借助附圖表示的實施例詳細說明本發(fā)明以及本發(fā)明按從屬權(quán)利要求特征的其他有利的設計，但并不因此將本發(fā)明限于此實施例。其中

圖1表示一臺軌道上運行的機車。此外，軌行機車1的常用制動器完全發(fā)電式地(generatorisch)通過一臺電 機實現(xiàn)。可以借助同一臺電機2或另一臺電機進行驅(qū)動。在調(diào)好的驅(qū)動和制 動系統(tǒng)故障時，緊急制動器通過永磁同步電動機的發(fā)電式饋電提供緊急制動 阻力。這種永磁同步電動機可以與用作驅(qū)動器的電機或也可與用作常用制動 器的電機一致。現(xiàn)在，按本發(fā)明使用電機2作為停車制動器取代機械式制動器。這種電 機也可以用作常用制動器、緊急制動器或也可以用作驅(qū)動器。在這里電機2控制為，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置即使有從外部作用的扭矩 仍能保持不變。電機2借助位置調(diào)節(jié)器控制為，將轉(zhuǎn)子調(diào)整為規(guī)定位置。為 了優(yōu)化位置調(diào)節(jié)器的工作，需要有關轉(zhuǎn)子實際位置的信息。這可以借助轉(zhuǎn)子 位置傳感器或借助轉(zhuǎn)子位置模型確定。為轉(zhuǎn)子位置模型使用一些電氣測量參
數(shù)。借助電氣參數(shù)評估轉(zhuǎn)子位置模型可以以評估轉(zhuǎn)子的磁不對稱性或評估轉(zhuǎn) 子取決于位置的電感差為基礎。電機2在作為停車制動器工作時借助變流器-功率部件饋送電流。此外， 電機2可以設計為異步電動機或也可以設計為永^茲同步電動機。在后一種情況下，停車制動器還可以采取措施更簡單地實現(xiàn)，即，給永 磁同步電動機饋送直流電，以達到制動作用。直流電可以由電池或與之不同 通過整流器提供。
權(quán)利要求
1.一種軌行機車(1)的停車制動器，其中，該停車制動器借助至少一臺電機(2)實現(xiàn)，該電機(2)有一個轉(zhuǎn)子和一個定子，其特征為設有電機(2)控制裝置，它如此控制電機(2)，即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置在外部作用扭矩時保持不變。
2. 按照權(quán)利要求1所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特征為，為所 述控制裝置配設一個位置調(diào)節(jié)器，借助它將轉(zhuǎn)子調(diào)整為規(guī)定位置。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特征為， 為所述控制裝置配設一個轉(zhuǎn)子位置傳感器，借助它確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
4. 按照權(quán)利要求1至3中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特征為，為所述控制裝置配設一個機構(gòu)，該機構(gòu)借助一個轉(zhuǎn)子位置模型根 據(jù)電氣參數(shù)確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
5. 按照權(quán)利要求4所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特征為，所述 轉(zhuǎn)子角向位置的確定以評估轉(zhuǎn)子的磁不對稱性為基礎。
6. 按照權(quán)利要求4所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特征為，所述 轉(zhuǎn)子角向位置的確定以評估轉(zhuǎn)子取決于位置的電感差為基礎。
7. 按照權(quán)利要求1至6中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特征為，為所述控制裝置配設一個變流器-功率部件，借助它可給電機(2) 饋送電流。
8. 按照權(quán)利要求1至7中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特征為，所述電機(2)是異步電動機。
9. 按照權(quán)利要求1至7中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特征為，所述電機(2)是永磁同步電動機。
10. 按照權(quán)利要求9所述的軌行機車(1)的停車制動器，其特征為，所述 電機(2)的控制裝置有一種工作方式，按此工作方式給永磁同步電動機的定子 饋送直流電，以達到制動作用。
11. 一種包括至少一個按照權(quán)利要求1至10中一項或多項所述停車制 動器的軌行機車(l)。
12. —種軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其中，該停車制動器借 助至少一臺電機(2)實現(xiàn)，該電機(2)有一個轉(zhuǎn)子和一個定子，其特征為如 此控制電機(2)，即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置在外部作用扭矩時保持不變。
13. 按照權(quán)利要求12所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其 特征為，將轉(zhuǎn)子調(diào)整到規(guī)定位置。
14. 按照權(quán)利要求12或13所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方 法，其特征為，借助轉(zhuǎn)子位置傳感器確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
15. 按照權(quán)利要求12至14中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動 器的工作方法，其特征為，借助一個轉(zhuǎn)子位置模型根據(jù)電氣參數(shù)確定轉(zhuǎn)子的 角向位置。
16. 按照權(quán)利要求15所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其 特征為，借助評估轉(zhuǎn)子的磁不對稱性確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
17. 按照權(quán)利要求15所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其 特征為，借助評估轉(zhuǎn)子取決于位置的電感差確定轉(zhuǎn)子的角向位置。
18. 按照權(quán)利要求12至17中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動 器的工作方法，其特征為，借助變流器-功率部件給電機(2)饋送電流。
19. 按照權(quán)利要求12至18中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動 器的工作方法，其特征為，所述電機(2)是永磁同步電動機，以及，給該永磁 同步電動機的定子饋送直流電，以達到制動作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道上運行的機車(1)的停車制動器，其中，停車制動器借助至少一臺電機(2)實現(xiàn)，它有一個轉(zhuǎn)子和一個定子。在這里設電機(2)控制裝置，它如此控制電機(2)，即，使轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的位置在外部作用扭矩時保持不變。也就是說，現(xiàn)在利用電機(2)作為停車制動器取代氣動式停車制動器。由此以有利的方式在按本發(fā)明的停車制動器工作期間不會產(chǎn)生磨損，因為產(chǎn)生磁性的停車制動力而不是通過機械力。另一個優(yōu)點是在按本發(fā)明的停車制動器工作時不發(fā)出噪聲。此外，當用作停車制動器的電機(2)也用作驅(qū)動電機時可以防止起動時急沖。
文檔編號B60L7/18GK101166647SQ200680014721
公開日2008年4月23日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者安德烈亞斯·喬克爾, 漢斯·伯格納, 蒂羅·霍夫曼, 馬丁·泰克曼 申請人:西門子公司