动车组制动（共10篇）
动车组制动 篇1
制动系统是高速动车组的重要组成部分, 其性能的好坏直接影响动车组的安全。制动系统主要由制动指令装置、制动控制装置和基础制动装置以及供风装置组成。风源装置主要是给动车组制动系统以及门机构等设备供风。制动指令装置给制动控制装置提供制动指令信号。制动控制装置及基础制动装置是制动系统的重要单元, 制动控制装置接收到制动指令装置发出的制动指令后, 根据制动级位、速度、空簧压力等参数计算并分配制动力, 向基础制动装置输出应有的压力空气, 最终通过闸片向制动盘面施加空气制动, 使动车组在规定的距离内停车。为此, 制动控制装置与基础制动之间的匹配关系就显得尤为重要。通过研究制动控制装置与基础制动装置的工作原理以及结构特性, 确定匹配试验的试验方法以及试验数据的采集, 可以根据需要进行两者的地面组合试验, 验证两者间的实际匹配关系, 确认满足设计要求。
1 试验目的
通过制动控制装置与基础制动装置匹配试验, 确认制动控制单元的控制特性, 验证制动响应以及滑行控制响应特性, 主要测试以下内容:
1.1 制动响应时间测试
响应时间即制动控制装置接收到制动指令到基础制动压力施加的整个过程的响应时间。对于响应时间, 采用的标准不尽相同, TSI (《跨欧高速铁路系统铁路车辆子系统方面的可互操作性技术规范》) 中要求紧急制动响应时间小于3s, 响应时间为指令延迟时间和一半制动力产生时间的总和, 其中制动力产生时间定义为达到所要求制动力的95%所需的时间。响应时间过长, 制动的响应灵敏度降低, 制动距离会延长。
1.2 滑行控制测试
制动系统的滑行控制一直是制动控制的重点研究内容, 滑行控制不良, 最恶劣的情况下可能会造成动车组的擦轮, 影响列车的运行安全。
2 试验数据的采集
动车组制动系统的简要框图见附图2 (未示风源装置) , 为了突出结构关系, 将防滑阀从基础制动装置中单独列出 (附图1) 。
2.1 试验接线
制动控制装置、防滑阀及基础制动装置之间的管路按照设计图纸进行布置, 管路可以根据计算的容积用等容积的风缸替代。电气控制以及需要采集参数的信号根据实际情况进行。
2.2
采集的参数见表1。
2.3 试验用主要设备和仪器
主要试验设备和测试设备见表2, 具体的数量根据试验要求自行确定。
3 试验
3.1 制动响应时间测试
响应时间即制动控制装置接收到制动指令到基础制动压力施加的整个过程的响应时间。通过系统试验台以及数据采集系统, 记录时间以及BC压力。该测试根据需要可在空车、定员等规定的载重条件下, 在规定的制动级位下进行, 进行3次试验, 对试验结果取平均值。响应时间的取值方法按照相关的标准执行。试验结束后, 可从采集的图形中 (举例:附图4) 直接读取数据, 也可对采集的数据进一步细化分析。
3.2 滑行测试
滑行测试即测试防滑阀检测到滑行信号后, 防滑阀的动作特性是否符合设计要求。
制动指令发出后, 制动控制装置接受到制动指令输出BC压力, 然后通过速度信号发生装置模拟各轴速度信号和设定减速度值模拟各轴滑行状况, 滑行轴按照防滑控制策略进行响应的排气, 通过系统试验台以及数据采集系统记录BC压力值以及时间。确认BC压力的下降特性与设计目标的符合性。
4 结论
4.1 制动控制装置与基础制动装置匹配试验通过对响应时间以及防滑阀的动作进行测试, 在系统装车前地面验证实际动作与设计目标的符合性, 所以匹配试验是非常必要的, 同时具有可操作性。
4.2 通过制动控制装置与基础制动装置匹配试验, 可研究各种载荷、制动级位等不同工况下的响应时间, 可研究响应时间不同的标准及计算方法的差异, 可研究防滑阀的动作特性, 积累切实的一手资料, 为制动系统的设计积累了宝贵的经验。
4.3 通过制动控制装置与基础制动装置匹配试验, 可以对单独的动车或拖车进行试验, 同时也可以整个制动单元进行试验, 具有广泛的应用。
4.4 制动控制装置与基础制动装置匹配试验的试验方法可以在所有轨道车辆上进行应用, 应用范围很广, 尤其是制动控制装置与基础制动装置非同一生产商。
摘要：制动系统是高速动车组的重要组成部分, 其性能的好坏直接影响动车组的安全。制动控制装置及基础制动装置是制动系统的重要单元, 通过研究制动控制装置与基础制动装置的工作原理以及结构特性, 确定匹配试验的试验方法以及试验数据的采集, 验证两者间的实际匹配关系, 确认满足设计要求。
关键词：制动控制装置,基础制动,匹配试验
动车组制动 篇2
设置临时限速导致动车组紧急制动的解决方案
在石太客运专线上进行临时限速试验时,设置长度为 100 m(K32+500～K32+600),速度值为45 km/h 的临时限速,发现动车组在刚刚完成级间切换(C0-C2)后,车载设备输出紧急制动可导致动车组停车.
作 者：魏民 Wei Min 作者单位：北京铁路局电务处,100860,北京刊 名：铁道通信信号英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION年，卷(期)：46(1)分类号：U2关键词：
动车组制动 篇3
制动技术是动车组的核心技术之一，动车组制动性能的好坏直接影响动车组运行安全及舒适性。我国动车组三、四级检修规程要求，CRH2型动车组在高级修时需对其制动系统进行试验确认。由于对动车组制动系统的试验多数要求模拟运行工况下进行，故我们在检修时应用了CRH2型动车组综合制动试验台，它能很好的模拟动车组在运行时的速度、空簧压力等数值，由此来检查动车组制动系统的性能。
二、综合制动试验台概述
综合制动试验台由可移动式试验台壳体、微机测试处理系统、函数发生器速度模拟系统、空重车空气弹簧压力模拟系统、压力传感器变送系统、电信号处理系统等部分组成。微机系统采用P4 2.8G以上微机，160GB硬盘，Windows XP操作系统，测控系统软件采用VB6.0编写，系统中预设试验工况及标准试验数据库，程序能够自动判别试验结果，采用数据库方式保存试验数据，便于历史数据的查询与打印。该试验台能够对CRH2型及380A型动车组进行制动性能试验（静态制动试验）。试验台结构如图1所示：采用琴式结构，底座上安装有4个小轮，其中2个为固定式，另外2个为万向轮，以便于试验台的非频繁移动。面板上安装有液晶显示器，能够显示所有试验项目及参数，并且主风管压力、1-8号车的模拟AS压力、BC压力及AVR等重要的参数，还可以通过面板上的显示仪表独立显示，以便于试验观测，操作面板上还设有必要的开关、按钮用于试验的操作。工控机、打印机和函数发生器安放在试验台柜体中，可以从前面进行操作。另外，台体中还设计有压缩空气过滤、调压及缓冲风缸等系统，用于模拟动车、拖车的AS压力。
本试验台可以试验车辆最多是8辆，需要将试验台中模拟动车、拖车的AS压力、速度信号引至每一辆被试车辆，并将每辆车的BC压力接到微机的A/D板上，为便于试验时的电线、与气路的连接，在每一辆车的BCU附近地面处设有一个固定式中继箱（内装压力传感器、气路转接头及球阀），通过线槽内的气路、电线与主试验台相连接。试验时只需将其接口与被试车上BCU的相应接口通过活动软管及电线相连即可，不用的气路会自动关闭。
三、综合制动试验台功能简介
1、动车组三级修
在新一代长编380AL动车组制动试验中，由于检修规程要求，动车组制动试验时需模拟动车组在定员载重时的空簧压力，因此，应用综合制动试验台，将动车组各车的AS管接到试验台的转换箱，在试验过程中，由微机系统向各中继箱输出规定的AS压力。并完成相关试验。
2、动车组四级修
动车组的四级修制动系统功能试验中有两项内容需通过综合制动试验台来完成，一项是制动试验，一项是防滑试验。
制动试验，连接试验台和转换箱之间的航空插和气路接头，连接各转换箱的航空插和气路接头到和试验车的BCU 和空簧风缸上。其中AS 有两个接头，BC 有一个接头，分别接入到相应的位置。在试验台计算机操作页面选择相应程序进入试验后，如图2所示，通过函数发生器速度模拟系统向动车组模拟需要的运行速度；通过空重车空气弹簧压力模拟系统向动车组输入需要的运行时的空簧压力；通过在司机室操作制动手柄输入包括B1、B4、B7、快速等各等级制动力信号，BCU（即制动控制装置）在接收到上述各信号后，通过内部软件计算，向外界输出BC（制动）压力及BP压（再生反馈压力）。通过观察BC压力及BP压是否在规定范围内，来判定各车制动系统的好坏。对不符合规定的，需对单车制动控制装置进行调整，并重新试验。
防滑试验，连接试验台和转换箱之间的航空插，连接转换箱的航空插到试验车的BCU上。在试验台计算机操作页面进入防滑动作试验，见图3。在防滑动作试验中，试验台可向动车组试验车输入规定速度，并可以控制单个轴的试验速度下降，从而可模拟在运行中，出现单个轴出现滑行的工况。在试验中，首先向单车四个轴输入速度28km/h，控制单个轴如1轴速度下降到10 km/h、5 km/h及0km/h，BCU报出滑行及抱死等，并输出防滑信号，各轴防滑阀动作，从而减小滑行。通过观察车上司机室MON屏及车下各转向架来确认防滑动作良好，对防滑动作不良的进行调整处理，并重新试验。
3、动车组故障查找
在动车组检修调试过程中，发现故障需要模拟速度或空簧压力时，可应用制动试验台，模拟需要的信号给入动车组，进行故障原因查找。以三级修动调时发生“抱死”故障为例，若在静态条件下未发现异常，可将故障车BCU航空插接入试验台转换箱，通过速度模拟，对故障现象进行再现，方便快捷地判断故障原因并处理。
四、应用价值
通过试验，我们对动车组制动系统进行检测，及时发现存在的问题并进行处理。如在多次在试验过程中对BC压力不合格的制动系统进行调节，保证了制动系统的可靠，确保了动车组运行安全。
高速动车组制动系统技术 篇4
1 制动方式
动车组制动系统按照预设的减速度控制动车组减速或停车, 按照制动方式一般分为粘着制动和非粘着制动。粘着制动即为依靠轮轨间的相互摩擦作用产生列车所需的制动力, 如通过制动缸产生的空气制动和由牵引电机产生的电制动;非粘着制动即为通过利用外阻力作用在列车上, 使列车产生制动力而停车, 如风阻制动、磁轨制动和涡流制动等。粘着制动为国内外高速动车组主要的制动力来源, 非粘着制动一般作为辅助制动方式, 在高速工况下提供所需的制动力。本文以高速动车组常用的粘着制动为基础, 对制动系统技术进行讨论。采用粘着制动方式的制动系统一般由电制动系统和空气制动系统两大部分组成, 制动时采用复合制动方式, 即电制动并用电气指令式空气制动。列车制动时, 电制动优先, 当电制动力不足时, 由空气制动进行补足, 有效降低了基础制动中制动盘和闸片的磨耗。
2 电制动系统
2.1 再生制动
牵引工况, 动车组通过受电弓接收接触网的电力, 经牵引变流器整流逆变后, 提供给牵引电机, 而在列车需要制动时, 牵引变流器控制牵引电机切断电源, 转变为发电机使用。制动时牵引电机将列车动能变为三相交流电, 由牵引变流器将此三相交流电转换为单相交流电, 再由主变压器升压后回馈到电网, 将列车运行的动能转变为电能。
2.2 电阻制动
在动车组主回路中设置制动电阻, 制动过程中当再生电量不能反馈回电网时, 由牵引电机和制动电阻构成电阻制动回路, 由制动电阻将牵引电机发出的电能变为热能消散掉。
3 空气制动系统
空气制动系统主要由制动控制装置、风源装置和基础制动装置等组成。制动控制装置是制动系统的中枢, 负责接收制动指令, 进行制动控制, 担负着制动力的计算和分配任务。风源装置为制动系统提供制动的源动力, 高速动车组上通常由主空压机和辅助空压机构成。基础制动装置为制动系统的执行机构, 将制动压力作用在车轮上, 产生轮轨摩擦力, 从而进行列车制动。制动系统主要部件在列车上的布置如图1。
3.1 制动控制装置
3.1.1 常用制动
为满足司机正常控车需要设置常用制动。常用制动指令由司机通过司机室内制动控制器发出, 制动时, 采用电空复合制动, 优先使用电制动, 电制动不足时, 由空气制动力进行补充。在常用制动情况下, 基于预先设定的制动减速度控制列车的减速或者停车。通常常用制动冲动限制在0.75m/s3内。
另外, 由列车上安装的自动列车保护系统 (ATP) 可以根据安全需要发出最小、中等和最大常用制动指令, 控制动车组减速或停车。
3.1.2 紧急制动
紧急制动是紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动。紧急制动一般采用两种形式:电空复合紧急制动和纯空气紧急制动两种方式。在司机设有紧急制动开关, 操纵台制动控制器上设有紧急制动位, 可由司机进行紧急制动;自动列车保护系统 (ATP) 可根据安全需要触发紧急制动停车。
为了安全保护需要, 动车组设置贯通全列的常得电紧急制动指令线, 根据紧急制动触发设置条件, 可以触发电空复合紧急制动或纯空气紧急制动, 在以下情况发生时将触发紧急制动:总风缸压力不足;列车分离时;紧急制动环路中断或失电;制动系统控制电源失电;检测到制动力不足;紧急电磁阀失电;列车超速, 自动列车保护系统 (ATP) 起作用。紧急制动距离是对高速动车组制动能力考核的一个重要指标, 动车组在干轨、平直轨道的制动距离要求如下:制动初速200km/h时, 紧急制动距离≤2, 000 m;制动初速300km/h时, 紧急制动距离≤3, 800m;制动初速350km/h时, 紧急制动距离≤6, 500 m。
3.1.3 停放制动
停放制动为动车组在无风、无电时为防止列车溜车而设置的一种制动功能。停放制动的实现有两种方式:采用储能式停放制动单元缸或采用铁靴。
储能式停放制动单元缸集成在基础制动装置上, 在停放制动缓解时, 压缩空气充入停放制动缸, 弹簧被压缩。停放制动施加时, 停放缸内的压缩空气被排出, 弹簧力施加到制动卡钳上产生制动力。动车组长时间放置, 总风压力降低到停放制动缸压力以下时, 停放制动自动施加。另外, 在装有停放制动缸的转向架两侧提供机械缓解手柄, 停放制动可以在车侧手动缓解。当停放制动按钮失效, 不能缓解停放制动时, 可操作转向架两侧的手动缓解装置进行缓解。采用铁靴进行停放制动时, 可以根据停放现场坡道、风速的大小, 选择不同型式的铁靴放置在车轮与轨道间, 防止列车溜车。
3.1.4 保持制动
为满足坡道启动要求, 动车组设置保持制动功能。停车时, 制动控制装置自动施加一定的制动力 (制动力大小根据车重和坡道预先设定) 。列车在坡道上启动时, 保持制动起作用, 防止列车溜车, 当接收到保持制动释放信号时, 保持制动自动解除。在司机室内设置保持制动旁路开关, 可将保持制动功能切除。
3.2 风源装置
3.2.1 空气压缩机装置
在进行风源装置配置时, 需核算动车组耗风量, 根据耗风量的大小选择合适排量的空气压缩机。高速动车组用空气压缩机一般采用活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机两种。
活塞式空气压缩机依靠其内部活塞往复运动产生压缩空气, 一般经过二级压缩即可得到所需压强的压缩空气。活塞式空气压缩机能够适应较宽的气压范围, 技术成熟, 成本低, 在工业领域具有广泛应用, 其缺点为噪声大, 易振动、运行平稳性差。螺杆式空气压缩机机头内部有一对互相啮合的凹凸螺杆, 其中凸齿形的称为阳螺杆, 凹齿形的称为阴螺杆。螺杆式空气压缩机通过阴、阳螺杆的转动对螺杆缝隙中的气体进行压缩, 从而产生压缩空气。螺杆式空气压缩机具有体积小、振动小、噪音低、效率高、排气压力稳定等优点, 在高速动车组上得到较多的应用。
3.2.2 干燥装置
在每台空气压缩机输出管路上设有干燥装置, 去除压缩空气中的水分, 防止管路、风缸及用气设备等的腐蚀。干燥装置一般采用双塔式干燥装置和膜式干燥装置。
3.2.3 风缸
动车组每辆车上设有总风缸、制动风缸、控制风缸, 各风缸容积根据耗风量计算确定。为防止总风压力过高, 在空气压缩机装置和在装有空气压缩机装置的车辆总风缸上装有安全阀。在各风缸底部留有排水孔, 并装有排水塞门, 防止管路和风缸内部因水汽凝结造成腐蚀。
3.3 基础制动装置
基础制动装置一般分为踏面制动和盘型制动。踏面制动为将闸瓦作用在车轮踏面上, 产生制动所需摩擦力;盘型制动为在车轴或车轮上设置制动盘, 由制动夹钳产生压紧力作用在制动闸片上, 由制动闸片和制动盘之间的摩擦力产生制动作用。时速120km/h以下的普通客车和地铁车辆较多采用踏面制动, 高速动车组采用盘型制动。
动车组的基础制动装置由制动夹钳和制动盘组成, 其中制动盘分为轴装制动盘和轮装制动盘。如图2。
在进行制动系统设计时, 需根据动车组编组形式、最高运用速度、车重以及安装空间等参数信息进行基础制动热容量计算和匹配, 从而进行制动盘数量的确定和选取。如CRH380A型动车组, 动车每轴采用2轮盘, 拖车每轴设置2轮盘和2轴盘。
长期以来, 世界各国开发了多种适合于不同运行工况的制动材料。制动盘材料曾使用过普通铸铁、普通铸钢、低合金铸铁;此后, 由于列车轻量化的需要, 又相继研究开发了特殊合金铸钢、低合金锻钢、铸铁-铸钢组合材料、c/c纤维复合材料和铝合金基复合材料等新型材料。为满足运用和安装需要, 基础制动装置向着热容量大、体积小的方向发展。
4 小结
随着高速列车技术的发展, 制动系统的总体发展趋势是以微机控制直通电空制动控制系统为基础, 以安全、可靠、舒适和环保节能为目标, 通过不断改革和创新, 最终向高度自动化、智能化方向发展。同时, 大功率制动盘、优化的制动控制模式、高可靠性的制动系统、高性能的防滑技术、非粘着制动模式的应用等都将是高速动车组制动系统的研究关键与探索方向。
摘要：随着科学技术的发展, 高速动车组制动系统的控制方式、系统配置需不断进行优化, 本文结合国内外先进的动车组制动控制方式、制动系统组成对制动控制技术进行探讨和分析。
关键词：动车组,制动系统,风源装置,基础制动
参考文献
[1]臧其吉.德国高速列车技术的发展.机车电传动, 2003.
[2]钱立新.高速动车组制动技术的最新进展.电力机车与城轨车辆, 2004.
动车组制动 篇5
制动的组成分为制动钳、制动盘、模组以及相关部件。在行驶过程中，制动盘随着车轮的转动而旋转，制动钳则固定不动，当需要采取制动措施时，制动钳会夹住制动盘，从而完成制动作用。
制动的材料构成及种类
现有的绝大多数制动系统所用的制动盘均由铸铁制成。随着技术的进步，近年来许多赛车和其他高性能车辆已开始配备复合设计制动盘，即在制动盘表面采用混合复合材料（碳纤维-陶瓷），而其余部分采用铝材或铸钢。
制动的分类及应用
机动车的制动类型可根据机动车的类型划分为四类：汽车、摩托车、小型货车和赛车。其中汽车分类中又可分为普通车型、中型车、大型车、跑车和运动型多功能车，每种机动车因自身结构和重量等因素的影响而会选择不同的制动。
选择与汽车类型相符的制动是对自身安全最好的保障。Brembo集团提供的数据显示，除极个别特殊车型外，小型车一般只会配备制动盘；而在中型车市场传统的浮动铸铁制动钳已经开始被新兴的固定铝制制动钳所代替；豪华车型因为要考虑到车内的静谧性，Brembo推荐使用复合共铸浮动制动盘，以最大限度提升车辆行驶中的静谧性和安全性；对于跑车，制动系统包括4个或6个活塞单体制动钳，通过与高性能制动盘结合使用，可提供最大的刚性和制动功率；运动型多功能车因为其自重较大，且不仅需要能承受苛刻的驾驶要求，甚至还必须在越野条件下使用，所以建议固定铝制制动钳与带增强通风功能的整体式制动盘两种制动装置结合使用。
制动的常见问题及应对方法
在日常行车过程中，制动的正常与否直接关系到车上人员的安全，所以制动常见问题的应对方法是每一位车主朋友都应该了解的。编辑在此对常见问题以及应对方法进行了归纳总结，以免在遇到制动问题时，被少数维修厂欺骗，希望能对广大车主有所帮助。
制动的保养及维护
制动的日常维护保养极为重要，其中定期更换刹车油是最简单保养制动的方法，建议应在两年或四万公里时进行更换。同时，制动的前钳（片）更容易磨损，如果经常在拥堵的道路上行驶，应视制动的磨损情况而确定更换周期。一般来说，更换两套制动钳（制动片）就应该配套更换一套制动盘。
特别需要注意的是，在每次更换制动之后，制动钳（制动片）与制动盘之间有可能会产生安装的间隙，必须在着车的情况下，空踩几下制动踏板后，方可安全上路驾驶。
编辑提示☆☆☆
制动在行车中的重要性不言而喻，现在市场上有一些制动的外观做得极为美观，但是制动效果却不敢恭维。个别年轻车主为了车辆的美观，自行到小维修厂更换制动，其实这是非常危险的。达不到标准的制动会直接导致摩擦系数过小而制动不灵，或者摩擦系数过大而油耗更多等多种问题。
CRH5型动车组制动系统概述 篇6
1 列车编组方式及主要制动装置布置
CRH5型动车组采用5辆动车+3辆拖车的编组形式, 共8辆车编为一组, 具体编组顺序及主要制动装置布置如图1所示。
图例说明:“○”代表拖轴, 每轴3个制动盘;“●”代表动轴, 每轴2个制动盘;“P”代表停放制动, “●”代表带有左侧撒砂装置的动轴;“●/”代表带有右侧撒砂装置的动轴;“A”代表空气压缩机;“○”代表带有左侧撒砂装置的拖轴;“○/”代表带有右侧撒砂装置的拖轴。
2 制动系统组成和作用
CRH5型动车组制动系统主要由供风系统、制动指令及传输系统、制动控制单元、防滑控制装置、基础制动装置、撒砂装置、乘客紧急制动系统、停放制动、备用制动系统及动力制动装置等子系统或部件组成。
2.1 供风系统
CRH5型动车组每列车安装有2套供风系统, 该系统包括电动空气压缩机单元、空气干燥器、压力开关、微孔滤油器等部件。电动空气压缩机单元主要由螺杆式空气压缩机、驱动电动机、电气系统、弹性装配结构、监控和安全设施、空气过滤器和其他部件等构成。因螺杆式压缩机能连续排出压缩空气, 所以空压机的振动、噪声和输出压缩空气的脉动都较小。压缩机单元是一个独立的模块化装置, 通过弹性连接安装到车上。
为提高压缩空气质量, 供风系统安装有一个双塔式再生空气干燥器。它有两个工作阶段 (干燥和再生) :当主气流在一个塔内干燥时, 另一个塔内的干燥剂将会再生, 每2min进行一次工作循环交换。经干燥器处理后的压缩空气湿度不大于35%。另外, 为满足初次受电弓用风需要, CRH5型动车组在装有受电弓的车上安装有辅助供风系统, 该系统可在DC24V蓄电池供电下工作。
2.2 制动指令发生及传输系统
CRH5型动车组制动指令包括常用制动、紧急制动、停放制动、ATP制动指令等。不同的制动指令由不同的装置发出。正常运行时, 动车组的调速和停车都是通过常用制动实现的, 常用制动的制动控制器是主要的制动指令发生装置, 它同时还可以发生紧急制动指令。
CRH5型动车组的制动控制器和牵引控制器合二为一, 称为司机控制器。该动车组采用微处理器控制直通电空制动系统, 通过司机控制器来控制牵引和制动, 二者控制角度不一样。常用制动指令通过列车网络线传输;紧急制动和停放制动指令都是开关指令, 通过硬线传输;ATP制动指令根据所确定的制动方式, 通过硬线进行传输。另外, CRH5型动车组还装备了一套备用自动制动机, 同时增设了一个纯空气信号的备用制动控制器。
2.3 制动控制单元
CRH5型动车组直通电空制动系统的控制由微处理器控制单元和气动控制单元共同完成。微处理器控制单元将接收到的制动指令进行解码, 并根据车重 (实际载荷) 、速度信号等对所需制动力进行计算和调整, 同时根据电制动力反馈信号计算并控制空气制动力;在进行制动控制的同时, 还根据速度信号的变化进行防滑控制。为保证动车组高度安全运行, 每辆车都安装有2个微处理器控制单元, 在一个出现故障的情况下, 另一个可以接管故障单元的部分主要功能, 保证整列车的制动损失最小。
气动控制单元主要由气路板、各种电磁阀及机械阀等部件组成, 负责将由微处理器控制单元发出的控制指令电信号转化成空气压力信号去控制气动控制单元中的中继阀, 进而实现对制动缸压力的控制, 通过安装在气路板上的压力传感器来检测实际输出的压力控制信号的大小, 并将实际信号反馈给微处理器控制单元, 在其内对实际输出信号和控制信号进行比较、调整, 从而实现了制动的闭环控制。
2.4 防滑控制装置
CRH5型动车组防滑器主要由防滑控制单元、速度传感器和防滑阀组成, 采用防滑冗余控制, 每辆车均设有2个控制单元用于车轮防滑保护/非转动轴检测 (WSP/DNRA) 控制。每轴安装2个速度传感器, 其信号可被2个独立的控制单元读取。每个防滑阀控制的制动缸充风和排风均可受2个独立的控制单元控制。CRH5型动车组防滑控制功能包括轮对滚动监视功能, 用于检测所监测轴的运行状态, 如果轴的速度下降低于预先设定的值, 该轴就会被检测出来。预先设定值的大小取决于当前参考速度, 是一个变化的量。
2.5 基础制动装置
CRH5型动车组基础制动装置采用钳盘式结构。所有车轴都配备盘形制动装置, 每个动轴2套, 每个拖轴3套;制动盘为钢制, 采用轴装形式;闸片采用烧结的粉末冶金材料, 允许最高温度600℃。除T2车外其他7辆车都装有2个停放制动单元, 同时配有手动缓解装置。
2.6 撒砂装置
CRH5型动车组装配有一个带伴热的撒砂装置, 来自总风缸的压力空气经减压阀、电磁阀至砂箱底部的撒砂器。撒砂器启动时, 砂子被空气吹过砂管喷洒到轨道上, 从而改善轮轨间的粘着。CRH5型动车组分前撒砂和后撒砂, 根据列车运行方向自动实现相应撒砂功能。同时, 该撒砂装置具有干燥砂功能, 在启动撒砂单元或环境温度低于一定值时, 干燥砂电磁阀就会自动得电, 对砂子进行干燥。
2.7 乘客紧急制动系统
CRH5型动车组上安装有乘客紧急制动系统, 在紧急情况下, 通过拉动每个车上的紧急制动手柄实行紧急制动, 同时给司机发送报警信号, 在3s内, 司机可以取消该紧急制动;若在3s内司机未进行任何操作, 列车将通过乘客紧急制动装置将列车管内压缩空气快速排出, 施行紧急制动。
2.8 备用制动系统
CRH5型动车组安装有一套由备用制动控制器、中继阀、风缸、直通电空制动与备用制动转换塞门等主要部件构成的备用制动系统。如果直通电空制动发生故障, 司机可以通过转换塞门手动激活备用制动控制器, 这时列车制动、缓解由备用制动控制器来完成, 且需要列车限速在60km/h以下运行。在列车回送过程中也使用备用制动, 可由采用自动式空气制动系统的既有线路机车操纵控制, 列车管的额定压力为0.6 MPa。
2.9 动力制动装置
CRH5型动车组动力制动包括再生制动和电阻制动。再生制动使列车动能转变成电能回馈到电网上, 当电网达到饱和状态时, 可以启动列车电阻制动, 把多余的动能转变成热能消耗掉, 显然, 再生制动比电阻制动更经济环保, 是现在高速动车组最优的制动方式。
3 制动方式
CRH5型动车组制动方式包括常用制动、紧急制动、停放制动、坡停制动、保持制动等。
常用制动采用电空复合制动, 为连续控制, 直至达到最大常用制动。常用制动时, 动力制动具有优先权, 根据制动力的要求, 考虑到轮轨间的粘着限制, 不够的制动力优先作用在拖轴上, 制动过程具有防滑功能。
紧急制动为纯空气制动, 紧急制动时, 牵引和电制动被切断, 列车管被快速彻底地排风, 直通电空制动和备用空气制动冗余产生紧急制动控制压力, 最终通过两个控制压力中较大的一个控制中继阀动作, 使列车产生最大空气制动。
停放制动采用弹簧作用。停放制动实施可以通过司机台上停放制动开关发送指令给停放制动电磁阀来完成, 或是手动操作电磁阀上按钮完成, 停放制动单元上还装有机械缓解装置, 以便在停放制动单元出现故障情况下进行手动缓解。停放制动能够满足列车在3%坡道上安全停放。
坡停制动为空气制动, 启动坡停制动时, 制动力为正常情况下司机控制器相同位置制动力的70%, 且该指令旨在允许动车组在斜坡上启动。司机启动约1s后, 坡停制动自动缓解, 动车组能在坡上启动, 而不发生退行。
当列车速度降低到10km/h左右时, 保持制动开始, 此时动力制动逐渐减少, 空气制动以相同速率逐渐增加, 以此来减少列车的冲动, 当速度降到3km/h左右时, 动力制动切除, 完全靠空气制动实现列车的最后停车。
4 制动力分配
①CRH5型动车组的制动力由电制动和空气制动根据固定的特性混合施加。
②司机控制器发出低制动力指令时仅由电制动执行即可满足所需的制动力。如果电制动失效, 由牵引控制单元控制动轴上的互锁阀失电, 车辆4个轴 (包括动轴和拖轴) 上均被施加空气制动力以补偿电制动力的损失。
动车组制动 篇7
1 系统组成原理及参数计算
1.1 系统组成原理
动车组是单相交流27.5k V供电, 鉴于目前成熟电力电子器件最高耐压等级为6500V, 因此首先要对27.5k V进行降压处理, 为了使装置具有通用性, 采用单相非标变压器变比为27.5k V/1200V, 对于单相1200V可直接采用双向可控硅进行电阻调功吸收, 而且1200V进行可控整流很容易实现直流1500V等级, 而1500V逆变回馈在国内外有不少成功案例, 只是逆变回馈方式不同而已。分散供电系统不适用于高压侧回馈, 因此本系统采用400V低压网络逆变回馈方式。
综上所述, 本系统由降压变压器、高低压侧开关、预投电阻、调功电阻、整流模块、并网逆变模块、输入输出滤波、隔离变压器等元器件组成。
1.2 系统参数计算
以EMU200动车组为例, 根据“再生制动性能曲线”和三菱公司提供的数据, 6M的动车组在时速40km/h时最大电制动功率为:
由此可确定本系统最大吸收功率为3MW。
考虑逆变并网部分故障未投入时电阻卸载部应能吸收全部再生功率, 并为使吸收电阻灵活投切及方便维护, 降低装置投资, 将吸收电阻分为三个单元实现调功卸载 (R1~R3) , 每单元功率为950k W, 共计2850k W。
吸收装置最为关键的是系统检测速度和吸收功率调整方式, 动车组制动时30~50ms内使线网电压由27.5KV抬高到31.5KV (BSP提供参数) , 因此为了减小冲击电流产生的磁滞现象发生而影响检测速度, 设置一组固定的预投负载, 使降压变压器一直有负荷电流经过, 考虑对牵引站容量的占用比率和降压变压器迟滞特性, 选取预投电阻负载为150k W。
电阻卸载部调功元件采用双向晶闸管, 双向晶闸管较其它半导体器件更加可靠, 远没有IGBT那么娇贵, 故选用它为功率元件, 选取3300V/1500A反并联可控硅 (BCR) 。
对于逆变并网部分, 逆变功率与400V网侧负载容量相关, 当负载容量小, 400V网侧电压升高到最大允许值时需要限制逆变功率, 为了便于控制和安全, 逆变并网模块采用多模块并联的方式, 每个模块逆变输出峰值电流600A~700A设计, 每个模块逆变峰值功率可确定为500k W。
整流输出电压纹波按额定值15%计算, 得滤波电容最小值Cz:
式 (3) 中, P为整流输出功率;U为整流输出额定电压;ΔU为浮动电压;U2为整流输入电压有效值。为了抑制电流冲击, 整流输出侧串入适当的滤波电感。
对于典型并网逆变器, 需要通过滤波电感衰减输出电流中的开关频率谐波分量, 开关频率的谐波电流:
式 (4) 中, fout为PWM信号的开关频率;fs为输出电流基波频率;iL为输出电流中开关频率的谐波电流;L为滤波电感。
逆变输出的滤波电容要对开关频率谐波电流有很好的分流效果, 也要使系统具有一定的工作频带。滤波电容选取参考式:
式 (5) 中, p为谐波电流相对于额定输出电流的衰减系数;S为2π (fs±2fout) 。
上述公式为系统设计参数的基本原则, 在实际应用时需要结合控制方法和仿真实验来修正最终参数。
2 系统控制策略
本系统为电阻吸收和逆变回馈双系统结合方式, 相互独立且为互补关系, 动车组再生制动时首先由逆变并网部吸收再生能量, 当逆变满负荷或负载侧电压达到最高值时电阻调功部作为后备投入。
2.1 系统整体控制策略
鉴于本系统是多模块结构, 因此采用集散控制方式, 以上位机为中心, 下位单片机总成为核心, 形成分布式计算机控制系统。
2.2 并网逆变器控制策略
根据并网逆变器工作原理可知, 并网逆变器与其它准同期并网设备不同, 与电网连接后连接点电压不受控, 电能质量由逆变输出电流决定, 而输出电流由逆变器桥臂的输出电压决定, 因此并网逆变器的控制策略为控制桥臂输出电压的同时保证输出电流满足并网质量要求。
3 仿真实验
利用Matlab软件进行系统仿真实验, 目的在于验证控制策略的正确性和系统主要参数的确定。仿真模型分为系统供电模型、车辆模型、电阻卸载模型、逆变并网模型。
4 系统应用
根据上述分析和仿真实验, 设计了适应于单相交流25k V系统的再生能量回馈利用系统。
本装置应用于EMU200动车组的再生制动吸收试验, 对10列进口电动车组和国产化动车组进行了试验。
5 结果分析
在试验的十列车中, 当网络空载电压为29KV时, 制动时网压超过30.5KV (即超出5%) 时, 吸收装置开始吸收制动功率, 此时列车电压保持在29.8~30KV之间。随着列车制动, 网压不再升高, 即达到了稳定电网电压的功能。
摘要：动车组是单相交流27.5kV供电系统, 由于电压较高, 适应于动车组的制动能量地面吸收装置目前还属国内空白。本装置实现了交流动车组制动能量的地面吸收回馈, 利用逆变模块和精密调功模块的紧密配合使高压交流母线维持在一定范围内, 防止再生失效、保护沿线电气设备。本文详细介绍了动车组制动能量回馈吸收装置的设计与实现, 给出了参数计算、系统仿真、硬件配置、应用案例。应用结果表明该装置动作可靠、反应迅速、符合高压动车组供电系统规范要求。
动车组制动 篇8
动车组制动系统可分为供风系统、制动控制、基础制动三部分, 其中供风系统又称为主供风系统, 相对于辅助供风系统 (为升弓装置提供风源) 而言, 包括空气压缩机组、空气干燥器、风缸及其他空气管路组成。以下对动车组制动供风系统中常见的三种故障形式进行分析并简述应急处理程序。
2 制动供风系统常见故障及应急处理
2.1 单车制动不缓解
单车制动不缓解表现为制动有效率丢失, 单车制动不缓解。常见原因一般有两种, 一是压力传感器或压力开关检测异常, 二是BCU (制动控制单元) 通讯故障。应急处理办法为司机在制动手柄处于缓解位置时, 按下制动手柄上的按钮实施清扫制动。按下按钮保持10秒, 释放制动手柄上的按钮缓解清扫制动。观察HMI屏显示的所有制动的施加和缓解功能是否正常, HMI屏显示制动缓解状态如图1所示。如果制动的施加和缓解功能正常, 则按制动有效率运行, 如果制动的施加和缓解功能不正常则立即施加常用制动, 同时通知随车机械师对故障车进行关门车操作, 司机按本手册限速表中制动切除后限速值运行。
2.2 全列常用制动不缓解
全列常用制动不缓解一般表现为列车管风压大于5.0Bar, 常见原因是BCU通讯故障、ATP (列车自动保护) 系统故障或制动手柄故障。在应急处理时应立即停车, 报告列车调度员, 在司机室HMI屏上确认故障为单车制动不缓解还是全列制动不缓解。将制动手柄推至REL位缓解, 检查HMI屏是否有相关故障代码, 根据故障代码提示进行判断处理。若为换端引起的全列制动不缓解, 应将制动手柄置于最大常用制动位, 缓解停放制动, 再将制动手柄推至OC位, 然后施加停放制动, 检查全列制动是否缓解, 如制动界面恢复正常, 显示缓解, 动车组可正常运行;若制动仍无法缓解, 将制动手柄置于缓解位, 缓解停放制动, 施加牵引力, 如制动界面恢复正常, 显示缓解, 动车组可正常运行。若由ASC (恒速) 速度设定引起的全列制动不缓解, 检查ASC (恒速) 速度设定是否关闭, ASC关闭状态显示如图2所示, 如果关闭ASC后仍不能缓解, 检查ATP是否在缓解状态。若ATP在缓解状态无法缓解制动, 将ATP重启, 检查制动是否缓解, 如制动界面恢复正常, 显示缓解, 动车组可正常运行;若无法缓解, 对BCU进行复位。如制动界面恢复正常, 显示缓解, 司机按制动有效率限速运行。若为单车制动不缓解按2.1中单车制动不缓解故障处理方法处理。
2.3 紧急制动不缓解
紧急制动不缓解的故障原因需根据处理过程逐一判断, 首先应立即停车, 报告列车调度员。将ATP隔离开关置“隔离”位, 若列车管压力恢复正常, 则在没有ATP控车的情况下运行;否则, 将ATP隔离开开关置“运行”位, 再将转向架监测回路开关置“关”位。若列车管压力恢复正常, 司机通知随车机械师检查轴温及转向架状态, 如无异常, 则在没有转向架监控回路的情况下运行;否则, 将转向架监测回路开关置“开”位, 将停车制动监测回路开关置“关”位。若列车管压力恢复正常, 则按停放制动不缓解故障处理;否则, 将停车制动监测回路开关置“开”位。将紧急制动回路开关置“关”位。若列车管压力恢复正常, 则在没有紧急制动回路功能的情况下继续运行;否则, 将紧急制动阀开关置“关”位。若列车管压力恢复正常, 则在无紧急制动回路功能和停用紧急制动阀的情况下继续运行;否则, 将紧急制动回路开关和紧急制动阀开关置“开”位。确认非占用端司机室红色蘑菇型按钮在弹起位置和电子制动手柄不在紧急制动位 (EB) , 故障开关面板上的开关都在正确位置, 通知司机。将非占用端紧急制动阀开关置“关”位。若列车管压力恢复正常, 则在停用紧急制动阀的情况下继续运行;否则, 将非占用端紧急制动阀置“开”位。若故障仍未消除, 采用备用制动行车, 限速80km/h。若采用备用制动依然无法缓解, 则请求救援。
3 结束语
CRH3型动车组制动供风系统在设计过程中充分考虑了故障诊断功能, 并对各种可能出现的故障采取了对应的安全措施, 基本涵盖了各级系统及零部件的功能与工作状态, 从而实现了对故障的快速处理与判断, 在行车人员掌握故障判断方式的情况下, 可使列车制动供风系统正常可靠运行。
摘要：文章对CRH3型动车组制动供风系统常见故障进行分析, 针对不同故障类型提出了应急处理方法。希望能够为列车制动供风系统的正常运行提供一些借鉴, 仅供参考。
关键词：动车组制动,制动供风系统,故障与应急处理
参考文献
[1]李益民.动车组制动系统[M].成都:西南交通大学出版社, 2008.
[2]铁道部运输局.CRH系列动车组故障处理汇编[M].北京:中国铁道出版社, 2009.
[3]李万新, 章阳.和谐号动车组制动系统故障诊断及安全措施[M].北京:中国铁道出版社, 2011.
[4]王月明.动车组制动技术[M].北京:中国铁道出版社, 2010.
动车组制动 篇9
关键词：CRH2型动车组,制动系统,滑行检测,制动系统原理
为了使运行中的动车组能够快速的减速, 并且防止动车组在下坡道路上增速或者超速, 在正常的运行情况下, CRH2动车组通常使用制动、快速制动操作。而停放制动则是通过利用铁靴的方法来避免停放的动车组因遇到重风或是风力的强烈作用[1]。
1 CRH2制动系统的组成及特点
1.1 CRH2制动系统的组成
CRH2型动车组制动系统由基础制动系统、空气供给系统和制动控制系统这三部分组成。制动控制系统包括了制动信号发生装置、制动控制装置、信号传输装置。制动信号发生装置指的是司机制动控制器, 安装在01、00车司机室的操纵控制平台上面, 这样使得司机能够很好的对其进行操纵。制动信号传输装置通过列车信息控制系统来传递信息, 及时作出反馈, 它包括传输与采集制动命令、车辆终端的装置和中央装置、根据这些系统装置就能够接收制动状态指令, 以便于进行必要的操作[2]。制动控制装置以整体集成的形式将吊装在每一辆车的地板下面, 并且接收制动命令, 并对制动力加以控制。它的内部集成了电空转换阀、中继阀、紧急阀和调压阀等风动阀, 而且还集成了电子控制单元和空气制动阀上所需要的各种风缸和阀门。制动供给基础制动装置由油压盘式制动装置和带防滑阀的增压气缸组成。
1.2 制动系统的特点
总的来说, 电气指令微机控制直通式电空制动系统在运行的过程中, 是通过采用电信号的方式来传递缓解指令和制动指令的, 而司机则是采用中继阀对各车辆的制动缸的空气压力和电气指令经微机控制的电空转换阀 (EP阀) 进行直接控制, 它具备控制方便快捷、统一性强、反应快等优势。CRH2型动车组制动系统具有如下主要特点:
(1) CRH2型动车组制动系统的防滑保护控制;
(2) 为了能够大大减少拖车空气制动力的使用数量, 充分利用动车组系统控制的再生制动力, 仅仅只需要在再生制动力不足的情况下, 才由空气制动力来补充;
(3) 该种动车制动系统适合应用于粘着变化规律的速度也就是粘着控制形式;
(4) 动车组制动系统通过观察载荷的变化情况, 从而自动的调整制动力;
(5) 能够及时收到车载接口的指令, 即可安全的对其实行制动指令;
(6) 当出现安全事故时, 控制电路将会迅速分离, 及时采取制动措施;
(7) 具有对相关信息进行储存和对所发生的事故进行故障诊断的功能。
2 制动系统原理
随着科技的不断发展, 制动系统的用途越来越广泛, 它能够完成制动指令的发出以及传输, 在操作过程中经常用到紧急制动的控制、空气制动和再生制动控制的协调搭配、防滑控制、ATP/LKJ2000监督控制的速度控制模式等[2]。不仅如此, BCU还普遍的应用于故障诊断和系统状态信息的记录。动车组的制动指令首先通过司机制动控制器发出电气指令, 确认无误之后, 再由列车信息控制系统主动快速的传送到每一辆车的制动控制装置系统中去。
CRH2型动车组制动控制系统的制动指令有2种:第一种是在正常运行情况下, 通常用的制动指令;第二种是由LKJ2000或者是自动列车防护系统发出的制动指令, 经过确认无误后, 在通过通信接口传递给制动系统的信息。BCU的功能是在接收制动指令之后, 对各种各样的制动方式进行制动力的协调、分配作用。通过采用电气指令, 从而提高微机控制的准确度和可靠性, 这些优点使得它深受欢迎[3]。BCU可以借助于其它系统的帮助来完成气体的运输, 通过压力的大小, 就可以准确判断出制动力的大小问题。根据动车组动能的传递方法, 我们便可以判断出其应用的是盘形制动方法吸收还是应用转移动车组的动能。根据动车组所采用的制动源动力的标准, 可知制动系统利用的是属于空气制动范畴的盘形制进行操作。
3 动车组的改进措施
乘客坐车的途中, 可能会出现耳膜不舒服的状况, 这是因为列车在行驶过程中进入隧道或者隧道之间的交汇处, 产生的压力波通过车体的缝隙再传入车内所导致的。为了在列车行驶过程中使乘客有一个舒适的环境, 需要加强列车的封闭程度, 将压力波控制在列车之外。CHR2动车组制动系统就采取了特殊的密封方法, 使列车的气密指标控制在0.98k Pa, 时间控制在50s内。
为了减轻车体的重量, 车体结构应该采取铝型材料, 大多数属于薄壁铝型材质, 最小厚度为1.5mm。目前我国在材质质量控制方面还存在着不足, 为了提高工艺, 有必要对型材设计加以改进。
4 滑行检测
在实际操作过程中, 通过事先设定的逻辑控制, 从而判断出是否发生滑行状况, 滑行检测单元需对脉冲频率的信号进行对比。另外, 可以根据车轮在一秒内的转动速度推算出列车的速度, 当发现同一个车辆的4根轴线同时滑行, 那么就可以假设以减速度变化, 并且以第5轴的速度作为基准轴速度。按照速度差值或者减速度检测的规范标准, 从而判断车轮在发生滑行时, 组装在增压缸内的防滑电磁阀励磁的运动情况。当增压缸空气压力降低之后, 在轮轨间磁力的作用条件下, 车轮将会迅速转速上升。当检测出滑行事故时, 就应当立即实行压力控制。
5 结语
目前CRH2动车组正处于大量运营的状态, 其中制动控制装置、空气制动指令转换装置、主空压机等制动系统在很久之前就已经实现了国产化, 全球的国产化率超过了一半, 这是一个重大的突破。从2007年开通运行, 一直到现在, 整个制动系统都一直保持着可靠, 稳定的一个状态, 赢得了社会的好评, 这对CHR2型制动组以后的发展建立了一个良好的环境。
参考文献
[1]杨栋, 王思明, 许建玉.CRH3型动车组牵引制动模式曲线的算法研究[J].城市轨道交通研究, 2013, 16 (12) .
[2]熊小慧, 梁习锋.CRH2型动车组列车交会空气压力波试验分析[J].铁道学报, 2009, 31 (06) .
动车组制动 篇10
7.1 车辆控制
车辆内部通过一条CAN车辆总线进行数据传输。通过这条总线将车辆控制器 (FLG) 的计算机组件、所有的输入和输出模块 (DDC) 以及防滑计算机 (GSR) 、2台诊断显示器 (Display) 、变流器 (SR) 、制动机和空调设备 (HLK) 的控制装置、旅客信息系统 (FIS) 、门控系统以及司机室的时钟连接起来。其他模块通过信号线与动车控制系统的输入和输出设备相连 (图20) 。
该车辆总线物理上是2套结构, 然而逻辑上却是1个唯一的网络。它是通过2台车辆控制器 (FLG) 将2个网络逻辑耦合起来实现的。这种结构具有许多优点, 例如在车辆控制装置出现故障时也能维持运营。
这2台FLG是全套冗余的。另外, 带总线耦合器的总线是分区的, 使得一个区段出现短路时受到影响的只是有限的一部分总线。因车辆总线故障导致牵引功率的降低, 最坏的情况是减少一半。即使这样, 对于列车运行而言仍能确保必不可少的各项功能。
测速仪 (VMA) 负责收集瞬时速度, 该信息对于所有其他的总线节点而言都可使用。
牵引控制装置 (ALG) 集成在SR内。防超速控制通过FLG和ALG得以实现。防滑在每台转向架通过各自的模块来实现。
7.2 列车控制
多节车辆之间的数据传输由列车总线 (WTB) 负责。通过使用2个列车总线耦合器获得设备以及线路冗余。在列车总线出现故障时, 仍能保证车辆控制系统的所有功能。
除了列车总线以外, 还设有列车控制线, 用于安全性和工作故障方面的信号传输, 以及带有目前运营机车时的重联控制。
7.3 仿真
该动车组集成有一套仿真系统, 可以用于机车司机的培训。机车仿真运行首次使用的是机车软件, 而不是专门配置的仿真软件。为此, 各种被模拟的信号, 例如动车行车速度, 在机车软件的输入范围内输入。
A、B、C:车辆单元的名称;BC:总线耦合器;DDC:具有数字和模拟的输入和输出的节点模块;FIS:旅客信息系统;FLG:车辆控制器;GSR:动力/从动转向架防滑计算机;HLK:加热、通风、空调设备;SR:变流器;TBC:列车总线耦合器;VMA:测速仪
为了能通过安装在前窗玻璃后面的显示屏显示行车线路, 仿真计算机与FLG相连。
8 辅助设备
8.1 结构
辅助设备通过集成在SR的辅助变流器 (HBU) 和蓄电池充电器 (BLG) 进行供电。为此, 每辆动车有2台HBU向三相AC400V用电器供电, 1台辅助逆变器 (HWR) 向真空泵供电, 1台BLG向36V车载电源用电器和蓄电池充电器供电。
SR ASR1和BSR1中的HBU (图21) 向带有空调装置、泵、压缩机、乘客插座等三相AC400V50 Hz负载供电。
BSR 2中的HBU向SR和变压器循环冷却装置的风扇供电。ASR2中有1台HBU向牵引电机冷却装置的风扇供电。
当4台HBU中有1台出现故障时, 则出现故障的HBU被隔离, 负载会重新分配。SR故障不会导致舒适设备受到限制。
如果有1整辆动车出现故障, 则该辆动车上的用电设备通过另1辆动车进行供电。在这种情况下, 空调设备仍然能够降功率运行。
在动车组的两侧分别装有一个用于车辆段的车间供电接口, 通过它向三相AC400V50Hz的用电设备供电。
A/BSR:端车A或端车B上的变流器;BLG:蓄电池充电器;Depot:车间供电;FGR:乘客室;FST:司机室;HBU:辅助变流器;HLK:加热、通风、空调设备;HWR:辅助逆变器;Kompr:压缩机;Pump:冷却剂泵;WC:厕所;Vakuum:真空泵;Vent.Mot.:牵引电机风扇;Vent.SR/T:变流器/变压器循环冷却装置通风;Netz 1~Netz 5:三相AC400V50Hz的各辅助设备电源
8.2 电池电路
该动车组配备了36V蓄电池系统。安装有4个蓄电池, 具有800Ah的总容量。各功能电路通过线路保护开关进行保护, 以便能够在故障时将出现故障的蓄电池从蓄电池电路中隔离出去。其中一条电路向车厢系统装置, 例如照明、通风等诸如此类的装置供电, 另一条向控制系统以及牵引系统类的装置和设备供电。当动车内没有司机室处于工作状态时, 则各系统在一定的时间后会自动与蓄电池供电装置断开。当蓄电池电压降到临界的电压值以下时, 则A车内的蓄电池电路与其他的列车电路断开, 只有控制系统和A车的牵引系统部分挂在相应的电路上。从而确保系统内有足够的电能, 总是能对2辆动车中的任一动车单元进行整备。
此外, 该动车组还设有车辆段使用的车间供电接口, 它在车外就可使用。通过该接口, 蓄电池系统可以通过外部的蓄电池充电装置进行充电。
8.3 加热条工作情况
冬天, RhB机车车辆过夜停放时要降下受电弓, 以防下雪时受电弓因积雪的压力缓慢落下和因电弧而损坏接触导线。
为使机车车辆过夜后温度不至于太低, 由车站线路上被称作为加热条的装置向列车提供电能。动车组内的牵引变压器将输入电压从320V提升到1 000V向对流加热器供电, 通过对流加热器使乘客车厢里的温度保持在允许的最低温度。另外, 该牵引变压器还向带BLG的SR供电, 以确保最起码的蓄电池充电和36V负载的供电。
9 项目实施
9.1 时间表
2007年签订合同时提出的时间表中规定:到第一列动车组制造完成为止的整个开发时间为2年。为了吸收RhB运输公司的技术经验, RhB和Stadler从一开始就在机车车辆研发上紧密合作。由于设计人员的及时参与, 在设计过程中直接考虑了车辆外形方面的问题。
这一批次制造的动车组共有15列, 当时决定先试制2列。为了能够在以后的车辆制造中通盘考虑新制造的车辆在密集式的试验阶段所取得的认识, 因此接受了生产中断的弊端。
为此, 除了大量的验收和型式试验运行以外, 还计划为期2个月在正常运营中的运行试验, 以总结实际的应用条件下可直接用于批量生产的经验。剩下的13列该系列动车组的生产计划时间为13个月。
9.2 投入运营和运营试验
9.2.1 试验范围
在车厢内装饰工作完成之后, 在工厂内对动车组3501和3502进行了静态的运营试验, 并成功结束。试验包括所有的电气连接和风管检测、牵引设备的运行验收以及机车车辆控制系统软件的首次安装调试。
温度单位:℃:1.牵引电机, 曲线1~曲线4;2.变压器冷却剂温度变化曲线;3.变流器1和变流器2冷却剂温度变化曲线;4.环境温度;5.牵引电机风扇, 风扇电机频率, 单位Hz (最高频率:60Hz) ;6.变流器/变压器冷却装置
新型动车组的高复杂性也充分体现在检测工作量上。每列车须检测的电接线单元超过30 000个, 须检测的电缆线超过30km。这比传统机车车辆多了50%。
工厂验收完成后, 头2列车分别于2009年10月和11月在兰德夸特接车之后, 直接在RhB线路网上进行了包括动力学性能试验在内的动态运营试验。该试验包括大量的以最大牵引载荷的载重行车, 速度、噪声和走行性能测试, 以及制动系统和电流制式切换的测试。之后, 通过了联邦运输局 (BAV) 的新动车组验收以及残障者协会的评定。
下面介绍运营和型式试验所取得的一些结论。
9.2.2 阿尔布拉线上的重车运行情况
当有高载重要求时, 尤其必须注意牵引部件的温升。对于牵引设备及其冷却装置而言, 阿尔布拉线上35‰的长坡道就是最大的挑战之一。
图22为从库尔—萨梅丹重车运行时牵引设备的温度变化曲线图。列车总重达430t。在该曲线图中同样可以看到, 根据温度进行控制的风扇控制装置的频率。需指出的是, 在停车状态为了降低噪声, 将风扇频率降低。
9.2.3 贝尔尼纳线上的重车运行情况
图23给出了动车组从波斯基亚沃—Alp Grüm、再从Alp Grüm回到Cadera, 牵引载荷为150t的重车运行情况。在上山运行时, 在Cadera停留了较长的时间, 是为了让按列车时刻表运行的列车 (也是由ALLEGRA动车牵引) 超车。
接触网压在高负载时几乎降到了900V以下。从Alp Grüm回到Cadera的下山行驶时, 制动能量尽可能地反馈回电网。电压又上升至1 300V附近。电制动力因缓冲器压力最大值被限制在130kN。
当DC电网中一个变电站出现故障, 传输给动车组的电能必须经过更长的传输距离。当机车车辆消耗掉过多的电能时, 接触网上的电压下降过大, 使得机车车辆发生保护性断电。此时牵引控制系统的任务是:根据接触网电压函数调节机车车辆电力消耗, 从而避免上述情况。调节参数的选择必须使得存在波动可能的整个系统不发生连锁反应。
图24的记录给出了测试过程中的测试数据, 测试过程中莫特拉奇变电站断开, 列车驶过莫特拉奇时, 在70‰坡道上停车和启动了2次。此时列车通过2个分别相距5km的变电站蓬特雷西纳和贝尔尼纳-Suot进行供电。明显可以看出, 只要接触电网电压下降, 牵引力也同样往下调。到800V时, 达到一个稳定的工作点。
1.速度, km/h;2.动车组总牵引力, kN;3.接触网电压, V;4.每台变流器的电流, A (每列动车组的总电流×4) 。 (海拔高度:波斯基亚沃:1 014m;Cadera:1 383m;Alp Grüm:2 091m)
1.速度, km/h;2.动车组总牵引力, kN;3.接触网电压, V;4.每台变流器的电流, A (每列动车组的总电流×4)
1 0 展望
这4列动车组从2010年5月13日更换为夏令时起, 每天按照列车时刻表运营在贝尔尼纳线路上。由此明显减轻了这条在夏天强满负荷运营山区线路的压力。包括达沃斯—蒂拉诺贝尔尼纳直达列车的牵引, 现在该列车上的动车具有双电流制运营能力, 故不用在蓬特雷西纳更换机车头。
随着该批总数为15列中的另10列动车组的交付, ALLEGRA将逐步用于库尔—阿罗萨或者兰德夸特—达沃斯线路上。因为ALLEGRA动车组功率大, RhB公司一方面可以放弃贝尔尼纳线和库尔—阿罗萨全线上的双机牵引模式, 另一方面这些新动车组根据需要也可以用于其他线路上的重载客运列车牵引。动车组的大功率能力也有助于确保运输公司努力保持时刻表的稳定性。
尤其是, 该新型动车组因其空调车厢、方便残障人员上下的车门和厕所, 以及旅客信息系统和乘客可以看到行驶的线路, 使得它的舒适性和对乘客的吸引力大大提高。此外, 该动车组按照人体工程学设计的司机室, 实现了司机工作条件的现代化改造。