一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，屬于地鐵再生制動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明結(jié)合滯環(huán)和PI兩種控制模式，當(dāng)?shù)罔F的直流母線電壓超過設(shè)定值Udc2時(shí)，采用滯環(huán)控制制動(dòng)電阻，當(dāng)直流母線電壓小于Udc2時(shí)，采用PI控制。本發(fā)明充分結(jié)合了兩種控制模式的優(yōu)點(diǎn)，使地鐵制動(dòng)電阻能夠快速吸收剎車制動(dòng)能量，而且在吸收過程中兼具了穩(wěn)定性、精確性的要求。本發(fā)明既可以滿足剎車制動(dòng)實(shí)時(shí)性快，要較快抑制直流母線電壓的上升，又可以避免單一滯環(huán)控制時(shí)頻率無法確定的缺點(diǎn)。
【專利說明】一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，屬于地鐵再生制動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]由于地鐵站間距較短，列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)和制動(dòng)頻繁，根據(jù)國(guó)內(nèi)外軌道交通的經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，地鐵再生制動(dòng)產(chǎn)生的反饋能量一般為牽引能量的20%以上，這些能量部分被其他相鄰列車吸收，剩下一大部分能量如果不能被吸收，將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)壓升高及洞內(nèi)溫升等問題，會(huì)威脅牽引電網(wǎng)及列車行車安全。使用制動(dòng)電阻吸收多余的能量，其控制簡(jiǎn)單、性能可靠、技術(shù)成熟可靠，所以國(guó)內(nèi)外地鐵剎車制動(dòng)時(shí)仍以制動(dòng)電阻作為主要的制動(dòng)能量吸收裝置。
[0003]一般的滯環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，參數(shù)魯棒性能好，但是滯環(huán)控制的頻率無法確定，當(dāng)閾值改變時(shí)，其頻率也會(huì)跟著變化，且頻率變化時(shí)，制動(dòng)電阻模塊也無法擴(kuò)展；pi控制控制精度高，穩(wěn)定性能好，快速性沒有那么好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，以解決目前地鐵制動(dòng)能量消耗單一采用滯環(huán)控制或PI控制的弊端。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，其特征在于，該控制方法包括以下步驟:
[0006]I)實(shí)時(shí)采集地鐵的直流母線電壓Udc ；
[0007]2)在地鐵剎車制動(dòng)時(shí)，判斷直流母線電壓Udc，若Udc>Udc2時(shí)，對(duì)地鐵能量消耗裝置采用滯環(huán)控制，若Udc〈Udc2，對(duì)地鐵能量消耗裝置采用PI控制。
[0008]所述Udc2為滯環(huán)控制的下限，設(shè)置滯環(huán)控制的上限為Udcl，如果步驟2)中直流母線電壓Udc大于Udcl，地鐵能量消耗裝置仍采用滯環(huán)控制，此時(shí)滯環(huán)控制不調(diào)節(jié)占空比大小，直接開通開關(guān)管，使電能快速消耗。
[0009]所述所述的當(dāng)直流母線電壓Udc小于Udc3時(shí)，地鐵能量消耗裝置開關(guān)管斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待下一次剎車制動(dòng)時(shí)重新投入運(yùn)行，Udc3為期望直流母線電壓。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)合滯環(huán)和PI兩種控制模式，當(dāng)?shù)罔F的直流母線電壓超過設(shè)定值Udcl或者在Udcl和Udc2之間時(shí)，采用滯環(huán)控制制動(dòng)電阻，當(dāng)直流母線電壓小于Udc2時(shí)，采用PI控制。本發(fā)明充分結(jié)合了兩種控制模式的優(yōu)點(diǎn)，使地鐵制動(dòng)電阻能夠快速吸收剎車制動(dòng)能量，而且在吸收過程中兼具了穩(wěn)定性、精確性的要求。本發(fā)明既可以滿足剎車制動(dòng)實(shí)時(shí)性快，要較快抑制直流母線電壓的上升，又可以避免單一滯環(huán)控制時(shí)頻率無法確定的缺點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明所采用的制動(dòng)能量消耗控制算法原理；
[0012]圖2是本發(fā)明在待機(jī)、模式I和模式2之間切換關(guān)系示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0015]現(xiàn)有的地鐵制動(dòng)能量消耗一般采用滯環(huán)控制或PI控制，其中滯環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，參數(shù)魯棒性能好，但是滯環(huán)控制的頻率無法確定，當(dāng)閾值改變時(shí)，其頻率也會(huì)跟著變化，且頻率變化時(shí)，制動(dòng)電阻模塊也無法擴(kuò)展；pi控制控制精度高，穩(wěn)定性能好，快速性沒有那么好。而地鐵剎車制動(dòng)時(shí)，需要快速、穩(wěn)定、安全的吸收掉產(chǎn)生的大部分能量，為此本發(fā)明提供了一種將滯環(huán)和PI兩種控制方法結(jié)合起來進(jìn)行制動(dòng)能量消耗的方法，能量消耗裝置采用制動(dòng)電阻，在母線電壓大時(shí)制動(dòng)電阻選擇模式I即滯環(huán)控制，在母線電壓小時(shí)，制動(dòng)電阻選擇模式2及PI控制，如圖1和圖2所示。該方法可以兼具滯環(huán)控制快速性、魯棒性好和PI控制精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，滿足實(shí)際控制需要。以實(shí)現(xiàn)地鐵剎車制動(dòng)時(shí)能量吸收的快速性、精確性、穩(wěn)定性要求。本發(fā)明所提供的地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法流程如圖3所示，具體過程過程如下:
[0016]1.設(shè)置滯環(huán)控制的上下限，滯環(huán)上限設(shè)置為Udcl，滯環(huán)下限設(shè)置為Udc2，。其中Udcl) Udc2) Udc3，且Udc3為期望直流母線電壓。(Udc3略高于地鐵直流母線空載電壓，為系統(tǒng)期望的直流母線電壓；系統(tǒng)允許的母線超調(diào)壓差為Λ U，Udcl為Udc3與系統(tǒng)允許的母線超調(diào)壓差Λ U之和；滯環(huán)下限值Udc2的選擇需根據(jù)系統(tǒng)控制效果具體確定，可在Udc3與Udcl中點(diǎn)處上下調(diào)整。)
[0017]2.實(shí)時(shí)采集地鐵的直流母線電壓Udc，判斷所采集直流母線電壓的大小。
[0018]3.當(dāng)?shù)罔F剎車時(shí)，直流母線電壓Udc上升，當(dāng)Udc>Udc2時(shí)，對(duì)地鐵能量消耗裝置采用滯環(huán)控制，此時(shí)滯環(huán)控制不調(diào)節(jié)占空比大小，直接開通開關(guān)管，使電能迅速消耗，
[0019]4.當(dāng)Udc <Udc2時(shí)，即直流母線電壓小于滯環(huán)下限時(shí)，控制側(cè)以模式2運(yùn)行，SPPI控制，可以使直流母線電壓穩(wěn)定、精確的穩(wěn)定于設(shè)定值。
[0020]5.當(dāng)Udc < Udc3時(shí)，制動(dòng)電阻開關(guān)管斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待下一次剎車制動(dòng)時(shí)，重新投入運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，其特征在于，該控制方法包括以下步驟: 1)實(shí)時(shí)采集地鐵的直流母線電壓Udc； 2)在地鐵剎車制動(dòng)時(shí)，判斷直流母線電壓Udc，若Udc>Udc2時(shí)，對(duì)地鐵能量消耗裝置采用滯環(huán)控制，若Udc〈Udc2，對(duì)地鐵能量消耗裝置采用PI控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，其特征在于，所述Udc2為滯環(huán)控制的下限，設(shè)置滯環(huán)控制的上限為Udcl，如果步驟2)中直流母線電壓Udc大于Udcl，地鐵能量消耗裝置仍采用滯環(huán)控制，此時(shí)滯環(huán)控制不調(diào)節(jié)占空比大小，直接開通開關(guān)管，使電能快速消耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地鐵制動(dòng)能量消耗的控制方法，其特征在于，所述所述的當(dāng)直流母線電壓Udc小于Udc3時(shí)，地鐵能量消耗裝置開關(guān)管斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待下一次剎車制動(dòng)時(shí)重新投入運(yùn)行，Udc3為期望直流母線電壓。
【文檔編號(hào)】B60L7/02GK104309488SQ201410559590
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】李建偉, 黃小有, 梁燕, 蘆開平, 郭寅遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:許繼電氣股份有限公司