[發(fā)明專利]一種中低速磁浮列車懸浮冗余控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108382265B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊起;林國斌;高定剛;榮立軍;吉文;趙元哲;韓鵬;潘洪亮
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種中低速磁浮列車懸浮冗余控制系統(tǒng)，包括設(shè)于懸浮架一側(cè)電磁鐵上的四個(gè)懸浮電磁鐵磁極、設(shè)于電磁鐵兩側(cè)的兩個(gè)懸浮傳感器、與四個(gè)懸浮電磁鐵磁極一一對應(yīng)連接的四個(gè)懸浮斬波器，以及與懸浮斬波器分別連接的懸浮控制器，所述的懸浮控制器與兩個(gè)懸浮傳感器分別連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，具有提高懸浮系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種中低速磁浮列車懸浮冗余控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

磁浮列車是一種新型的軌道交通運(yùn)輸工具，具有運(yùn)行噪聲低、爬坡能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)彎半徑小、安全可靠性高、運(yùn)營維護(hù)成本低、造價(jià)低等突出特點(diǎn)。它利用電磁吸力使車體懸浮于軌道之上，列車與軌道之間保持無接觸狀態(tài)，克服了兩者間的接觸磨損，減小了運(yùn)行阻力。懸浮控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)車輛懸浮的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它根據(jù)安裝在電磁鐵上的懸浮傳感器傳送過來的懸浮電磁鐵與軌道之間的氣隙以及電磁鐵的垂向運(yùn)動(dòng)加速度信號來改變懸浮電磁鐵內(nèi)部電流的大小，從而調(diào)節(jié)懸浮電磁鐵與鋼制軌道之間的吸引力，使磁浮列車保持在8～10mm氣隙大小的穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。經(jīng)過幾十年的技術(shù)開發(fā)，磁浮列車技術(shù)已基本成熟，正在逐步走向商業(yè)化生產(chǎn)和運(yùn)營。

目前，中低速磁浮列車車輛走行部采用五懸浮架結(jié)構(gòu)，如圖1所示。每個(gè)懸浮架上左右兩側(cè)各有一個(gè)電磁鐵，電磁鐵兩端各裝有一個(gè)懸浮傳感器。每個(gè)電磁鐵由四個(gè)電磁鐵磁極構(gòu)成。如圖2所示，第一懸浮電磁鐵磁極、第二懸浮電磁鐵磁極、第三懸浮電磁鐵磁極與第四懸浮電磁鐵磁極安裝于懸浮架的一側(cè)，第一懸浮電磁鐵磁極與第二懸浮電磁鐵磁極串聯(lián)后由前懸浮控制器供電，第三懸浮電磁鐵與第四懸浮電磁鐵串聯(lián)后由后懸浮控制器供電，即此懸浮架單側(cè)由四個(gè)懸浮電磁鐵磁極產(chǎn)生的電磁力實(shí)現(xiàn)懸浮。這樣的懸浮系統(tǒng)沒有實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)?shù)谝粦腋‰姶盆F磁極、第二懸浮電磁鐵磁極或前懸浮控制器以及其相關(guān)的第一懸浮傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，該懸浮點(diǎn)無法正常懸浮，懸浮架的這一側(cè)將損失一半的懸浮力，該懸浮點(diǎn)對應(yīng)的支撐滑橇將與軌道發(fā)生持續(xù)性接觸，導(dǎo)致列車減速運(yùn)行，并在就近車站清客后退出運(yùn)行，引起列車晚點(diǎn)或取消運(yùn)行車次，將影響系統(tǒng)可用性指標(biāo)。同樣，當(dāng)?shù)谌龖腋‰姶盆F磁極、第四懸浮電磁鐵磁極或后懸浮控制器以及其相關(guān)的第二懸浮傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，該懸浮點(diǎn)無法正常懸浮，懸浮架的這一側(cè)也將損失一半的懸浮力。懸浮系統(tǒng)無冗余設(shè)計(jì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可用性較低，制約了磁浮列車進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。因此，研究一種在任意單個(gè)懸浮部件出現(xiàn)故障時(shí)，仍能保證出現(xiàn)故障的懸浮架處于懸浮狀態(tài)的懸浮冗余的控制系統(tǒng)是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種中低速磁浮列車懸浮冗余控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種中低速磁浮列車懸浮冗余控制系統(tǒng)，包括四個(gè)懸浮電磁鐵磁極、兩個(gè)懸浮傳感器、四個(gè)懸浮斬波器和兩個(gè)懸浮控制器，所述的懸浮電磁鐵磁極設(shè)于懸浮架一側(cè)的電磁鐵上，所述的懸浮傳感器設(shè)于電磁鐵兩側(cè)，所述的懸浮斬波器的一端與所述的懸浮電磁鐵磁極一一對應(yīng)連接，另一端與兩個(gè)懸浮控制器分別連接，所述的懸浮控制器與兩個(gè)懸浮傳感器分別連接。

優(yōu)選地，所述的懸浮電磁鐵磁極包括第一懸浮電磁鐵磁極、第二懸浮電磁鐵磁極、第三懸浮電磁鐵磁極和第四懸浮電磁鐵磁極；所述的懸浮斬波器包括第一懸浮斬波器、第二懸浮斬波器、第三懸浮斬波器和第四懸浮斬波器。

優(yōu)選地，所述的第一懸浮斬波器與第一懸浮電磁鐵磁極連接，構(gòu)成第一懸浮主回路；所述的第二懸浮斬波器與第二懸浮電磁鐵磁極連接，構(gòu)成第二懸浮主回路；所述的第三懸浮斬波器與第三懸浮電磁鐵磁極連接，構(gòu)成第三懸浮主回路；所述的第四懸浮斬波器與第四懸浮電磁鐵磁極連接，構(gòu)成第四懸浮主回路。

優(yōu)選地，在正常工作時(shí)，所述的第一懸浮控制器和第二懸浮控制器根據(jù)懸浮傳感器的感應(yīng)信號產(chǎn)生兩路冗余的控制電流信號，并分別傳送至四個(gè)懸浮斬波器；第一懸浮斬波器、第二懸浮斬波器、第三懸浮斬波器和第四懸浮斬波器各自在兩路冗余的控制電流信號選擇其一，生成電磁鐵驅(qū)動(dòng)電流，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力使懸浮架保持穩(wěn)定懸浮。