[發明專利]用于EMS型低速懸浮列車的懸浮控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201310487184.4
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103522913A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李杰;張文清;崔鵬;張錕;周丹峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B60L13/06
• 分類號: B60L13/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

技術領域

本發明涉及速懸浮列車領域，具體涉及一種用于EMS（Electro?Magnetic?Suspension，簡稱EMS）型低速懸浮列車的懸浮控制方法及裝置。

背景技術

EMS（Electro?Magnetic?Suspension，簡稱EMS）型低速懸浮列車是一種依靠安裝在列車上的電磁鐵與軌道之間的吸引力使列車懸浮在軌道上運行的新型交通工具，以其安全、舒適、高速、無污染等優點贏得越來越多的關注。EMS型低速懸浮列車的電磁鐵與軌道構成列車的懸浮系統，該系統是一個不穩定系統，必須通過反饋控制，才能實現列車的穩定懸浮。懸浮性能主要取決于懸浮控制方法，懸浮控制方法的實現關鍵在于設計一個懸浮控制器，由控制器根據當前懸浮系統的懸浮狀態，通過控制電磁鐵的電流來控制電磁力的大小，進而保證電磁鐵與軌道之間的間隙始終保持在設定的間隙值，從而實現磁浮列車的穩定懸浮。

如圖1、圖2和圖3所示，現有技術的EMS型低速懸浮列車采用模塊化轉向架結構，每節車體53有四個轉向架54，每個轉向架54由左右兩個懸浮模塊5組成。同一轉向架54的兩個懸浮模塊5之間通過防側滾梁55相連，每一個懸浮模塊5包含位于兩端的第一懸浮點和第二懸浮點，位于A端的第一懸浮點包含第一傳感器組1、A端懸浮控制器10和由兩個懸浮電磁鐵50串聯形成的第一單電磁鐵51，位于B端的第二懸浮點包含第二傳感器組2、B端懸浮控制器20和由兩個懸浮電磁鐵50串聯形成的第二單電磁鐵52。地面上設有枕軌56，枕軌56的兩側設有呈F形的軌道57，第一單電磁鐵51、第二單電磁鐵52則通過磁力保持與軌道57懸浮。第一傳感器組1和第二傳感器組2均包括一個間隙傳感器、一個加速度傳感器和一個電流傳感器。第一傳感器組1的間隙傳感器用于測量第一懸浮點（懸浮模塊5的A端）的懸浮間隙，第二傳感器組2的間隙傳感器用于測量第二懸浮點（懸浮模塊5的B端）的懸浮間隙；第一傳感器組1的加速度傳感器用于測量第一單電磁鐵51的運動加速度，第二傳感器組2的加速度傳感器用于測量第二單電磁鐵52的運動加速度；第一傳感器組1的電流傳感器套在第一單電磁鐵51的輸入輸出導線上來檢測第一單電磁鐵51的懸浮電流，第二傳感器組2的電流傳感器套在第二單電磁鐵52的輸入輸出導線上來檢測第二單電磁鐵52的懸浮電流。第一傳感器組1將測量得到的A端的懸浮狀態信號分別以數字信號（懸浮間隙、加速度）和模擬信號（懸浮電流）的形式通過電纜送到A端懸浮控制器10上的A端懸浮控制板101，A端懸浮控制板101根據來自第一傳感器組1的懸浮狀態和來自車載監控系統的懸浮/降落命令（L/D），計算出控制量A，并輸出到A端懸浮控制器10上的A端懸浮斬波器102來控制A端的第一單電磁鐵51的電流大小，進而控制A端的懸浮電磁力的大小，保證A端與軌道57之間的懸浮間隙保持恒定；第二傳感器組2將測量得到的B端的懸浮狀態信號分別以數字信號（懸浮間隙、加速度）和模擬信號（懸浮電流）的形式通過電纜送到B端懸浮控制器20上的B端懸浮控制板201，B端懸浮控制板201根據來自第二傳感器組2的懸浮狀態和來自車載監控系統的懸浮/降落命令（L/D），計算出控制量B，并輸出到B端懸浮控制器20上的B端懸浮斬波器202來控制B端第二單電磁鐵52的電流大小，進而控制B端電磁力的大小，保證B端與軌道57之間的懸浮間隙保持恒定。同時A端懸浮控制板101和B端懸浮控制板201通過通訊總線將故障狀態和懸浮狀態實時上傳給位于列車駕駛臺上的車載監控系統。車載監控系統接收到故障狀態和懸浮狀態后，在判斷出現故障或者緊急情況時采取應急措施。另外，車載監控系統還通過電纜與A端懸浮控制板101和B端懸浮控制板201連接，用于向二者發送懸浮/降落命令（L/D）和復位信號（RESET）。