軌行機車的停車制動器的製作方法
2023-07-19 12:49:16
專利名稱：軌行機車的停車制動器的製作方法
軌行機車的停車制動器
本發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，該電機有一個轉子和一個定子。
在鐵路交通中使用機車，用來牽引貨車或客車。對於允許運行客車的電 動和軌行機車，除了常用的發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。對於常用的發電式電制動器，機車的永磁同步電動機可 以作為發電機運行，它在轉子上有永久磁鐵。運行時只藉助常用的發電式電 制動器將機車置於停車狀態。在車站或在停車站一旦車輛處於停車狀態便使
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常可靠地實現，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，可以如何設計用於鐵路機車車輛的機械式 停車制動器的結構。由US5564795已知，可以如何設計氣動停車制動器及其 控制裝置的結構。在這兩種情況下的停車制動器其機械結構均比較複雜。
當然，在操縱和鬆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，在鬆開機械式停車制動器時影 響乘車舒適性，因為在鬆開並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，在操縱和鬆開氣動停車制動器時 產生噪聲。
因此本發明的目的是，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，按本發明的停車 制動器應沒有磨損和產生很輕的噪聲。
此目的按本發明採取下列措施達到設電機控制裝置，它如此控制電機， 即，使轉子在定子內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明的停車制動器工作期間不產生磨損，因為產生磁性
的停車制動力而不是通過機械力。另 一個優點是在按本發明的停車制動器工 作時不發出噪聲。此外，當用作停車制動器的電機也用作驅動電機時可以防 止起動時急衝。本發明另 一項有利的設計規定，為電機的控制裝置配設一個位置調節 器，以便將轉子調整為規定位置。由此特別有利地保證軌行機車的停車狀態。轉子的角向位置可藉助轉子位置傳感器確定。與之不同，轉子的角向位 置也可以藉助一個轉子位置模型根據電氣參數，例如通過評估轉子的^t不對 稱性確定，這種磁不對稱性是由轉子在定子內的位置形成的。在這裡評估電 氣參數，例如輸入電壓或流入電機內的電流。所述的評估以轉子取決於位置 的電感差為基礎。正是藉助上述用於確定轉子角向位置的可能性，所以能特 別準確地實現位置調整。若藉助轉子位置模型確定角向位置，則也可以有利 地省去轉子位置傳感器。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子上有永久》茲鐵的永》茲同步電動機。在 後一種情況下，停車制動器也可以採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。下面藉助附圖表示的實施例詳細說明本發明以及本發明按從屬權利要求特徵的其他有利的設計，但並不因此將本發明限於此實施例。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電式地(generatorisch)通過一臺電 機實現。可以藉助同一臺電機2或另一臺電機進行驅動。在調好的驅動和制 動系統故障時，緊急制動器通過永磁同步電動機的發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動器的電機或也可與用作常用制動 器的電機一致。現在，按本發明使用電機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動器。在這裡電機2控制為，使轉子在定子內的位置即使有從外部作用的扭矩 仍能保持不變。電機2藉助位置調節器控制為，將轉子調整為規定位置。為 了優化位置調節器的工作，需要有關轉子實際位置的信息。這可以藉助轉子 位置傳感器或藉助轉子位置模型確定。為轉子位置模型使用一些電氣測量參
數。藉助電氣參數評估轉子位置模型可以以評估轉子的磁不對稱性或評估轉 子取決於位置的電感差為基礎。電機2在作為停車制動器工作時藉助變流器-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。在後一種情況下，停車制動器還可以採取措施更簡單地實現，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，該停車制動器藉助至少一臺電機(2)實現，該電機(2)有一個轉子和一個定子，其特徵為設有電機(2)控制裝置，它如此控制電機(2)，即，使轉子在定子內的位置在外部作用扭矩時保持不變。
2. 按照權利要求1所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特徵為，為所 述控制裝置配設一個位置調節器，藉助它將轉子調整為規定位置。
3. 按照權利要求1或2所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特徵為， 為所述控制裝置配設一個轉子位置傳感器，藉助它確定轉子的角向位置。
4. 按照權利要求1至3中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特徵為，為所述控制裝置配設一個機構，該機構藉助一個轉子位置模型根 據電氣參數確定轉子的角向位置。
5. 按照權利要求4所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特徵為，所述 轉子角向位置的確定以評估轉子的磁不對稱性為基礎。
6. 按照權利要求4所述的軌行機車(l)的停車制動器，其特徵為，所述 轉子角向位置的確定以評估轉子取決於位置的電感差為基礎。
7. 按照權利要求1至6中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特徵為，為所述控制裝置配設一個變流器-功率部件，藉助它可給電機(2) 饋送電流。
8. 按照權利要求1至7中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特徵為，所述電機(2)是異步電動機。
9. 按照權利要求1至7中一項或多項所述的軌行機車(l)的停車制動器， 其特徵為，所述電機(2)是永磁同步電動機。
10. 按照權利要求9所述的軌行機車(1)的停車制動器，其特徵為，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，該電機(2)有一個轉子和一個定子，其特徵為如 此控制電機(2)，即，使轉子在定子內的位置在外部作用扭矩時保持不變。
13. 按照權利要求12所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其 特徵為，將轉子調整到規定位置。
14. 按照權利要求12或13所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方 法，其特徵為，藉助轉子位置傳感器確定轉子的角向位置。
15. 按照權利要求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，其特徵為，藉助一個轉子位置模型根據電氣參數確定轉子的 角向位置。
16. 按照權利要求15所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其 特徵為，藉助評估轉子的磁不對稱性確定轉子的角向位置。
17. 按照權利要求15所述的軌行機車(l)的停車制動器的工作方法，其 特徵為，藉助評估轉子取決於位置的電感差確定轉子的角向位置。
18. 按照權利要求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，其特徵為，藉助變流器-功率部件給電機(2)饋送電流。
19. 按照權利要求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，其特徵為，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，停車制動器藉助至少一臺電機(2)實現，它有一個轉子和一個定子。在這裡設電機(2)控制裝置，它如此控制電機(2)，即，使轉子在定子內的位置在外部作用扭矩時保持不變。也就是說，現在利用電機(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明的停車制動器工作期間不會產生磨損，因為產生磁性的停車制動力而不是通過機械力。另一個優點是在按本發明的停車制動器工作時不發出噪聲。此外，當用作停車制動器的電機(2)也用作驅動電機時可以防止起動時急衝。
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 優先權日2005年3月18日
發明者安德烈亞斯·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