[发明专利]一种基于飞轮-发电机组惯量模拟系统

说明书

本发明涉及一种基于飞轮‑发电机组惯量模拟系统，该系统包括变频器、原动机、飞轮组、同步发电机及励磁装置、机械联接部件，本发明的基于飞轮‑发电机组惯量模拟系统能够实现多轴铁路车辆的运行惯量模拟，解决了铁路车辆滚动振动试验台的铁路车辆惯量模拟中飞轮片大而分散导致：地坑占地面积过大、轴距调整时负荷过大致使轴距调整困难、各轴飞轮箱分散安装致使惯量调节操作麻烦等难题。同时，铁路车辆滚动振动试验台的制动试验与牵引试验独立开，无需依赖拖动电机的容量与机车牵引变流器的控制，减小了牵引变流器的控制难度。

技术领域

本发明涉及一种铁路车辆滚动振动试验台惯量模拟系统，特别涉及一种基于飞轮-发电机组惯量模拟系统，属于铁路车辆试验台设计与制造技术领域。

背景技术

目前，运用滚动试验台进行铁路车辆动态试验时，其对制动过程的模拟是能否测试出铁路车辆各方面性能参数的一个重要环节，而为确保车辆制动时动态试验工况与实际线路运行工况的一致，必须对车辆运行惯量进行模拟。常见的惯量模拟方式有两种：飞轮机械惯量模拟与电惯量模拟。对于车辆滚动试验台：方式一由于机车是大功率多轴驱动制动系统，飞轮片分散且体积大导致：地坑占地面积过大、轴距调整装置负荷过大致使轴距调整困难、各轴飞轮箱分散安装致使惯量调节操作麻烦；方式二需要通过滚动试验台牵引变流器对拖动电机组进行控制，其控制精度依赖于车辆制动模型的建立，然而受摩擦阻力、风阻、机械传动部件惯量无法确定等非线性因素，车辆制动模型很难确立，控制实现难度较大，且该方式依赖拖动电机容量的大小。因此，针对现有的惯量模拟系统改进，提出了一种应用于铁路车辆的基于飞轮-发电机组惯量模拟系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于铁路车辆的基于飞轮-发电机组惯量模拟系统，以解决现有技术的铁路车辆滚动振动试验台惯量模拟系统存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于飞轮-发电机组惯量模拟系统，包括变频器、原动机、飞轮组、同步发电机及励磁装置、机械联接部件；

所述机械联接部件包括联轴器I和联轴器II，所述变频器连接原动机，所述原动机通过联轴器I与飞轮组相连接，所述飞轮组通过联轴器II与同步发电机及励磁装置相连接，所述同步发电机及励磁装置连接铁路车辆滚动振动台的拖动电机组；

铁路车辆滚动振动台的制动试验启动，所述变频器驱动原动机并带动飞轮转动及同步发电机发电，所述同步发电机输出至拖动电机组，当拖动电机组到达所需制动速度时，机车车辆开始进行制动，同时切除变频器，此时由于飞轮已存储相应的动能，飞轮将释放存储的动能拖动同步发电机继续发电，驱动拖动电机组继续转动，机车车辆轮对在制动力与拖动电机的反向驱动力下缓慢停车。

优选的是，所述基于飞轮-发电机组惯量模拟系统的机车车辆空载牵引试验过程包括：

(1)利用变频器转速控制实现原动机低速运转；

(2)施以较小励磁电流给同步发电机发电，从而实现拖动电机组的运转；

(3)增加原动机转速给定，将拖动电机组牵引至制动初速度；

(4)增大同步发电机励磁电流，将拖动电机组电压稳定在额定电压。

在上述任一技术方案中优选的是，所述基于飞轮-发电机组惯量模拟系统在机车车辆的空载牵引试验过程中，所述变频器通过转速控制实现原动机的转速，原动机转速n₀为：

式中，f₀表示原动机的定子电压频率，p₀表示原动机的极对数，s₀表示原动机的转差率；

同步发电机端电压频率f₁为：式中p₁表示同步发电机的极对数；