[發明專利]一種城市軌道交通的動模仿真系統及控制方法

在審

• 申請號: 201811008048.1
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109116752A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 陳杰;劉志剛;王運達;陳麗娜;楊雨地;張運運;路亮;牟富強;劉祥鵬;郝峰杰;邱瑞昌;張鋼;漆良波;魏路;呂海臣
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;北京千駟馭電氣有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

本發明涉及一種城市軌道交通的動模仿真系統及控制方法，包括：模擬直流導電軌、模擬軌道車輛及模擬交流導電軌；模擬直流導電軌的直流電壓由模擬中壓環網經模擬模擬牽引所變換后得到，模擬軌道列車內部的雙向DC/AC變換器直流側連接模擬直流導電軌，交流側分別與車載變壓器和調速變換器相連，車載變壓器的另一側連接模擬交流導電軌，模擬交流導電軌經變壓器將電能輸送回模擬中壓環網，調速變換器的另一側與調速板相連，調速板的另一側與電機相連，向模擬軌道列車提供動力，其中模擬軌道列車內部雙向DC/AC變換器的控制方法是采用基于d?q旋轉坐標系下的單電流環閉環控制。本發明對軌道車輛的牽引模擬結果精準度高，且具備成本低，安全性高的特點。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種城市軌道交通的新型動模仿真系統及控制方法。

背景技術

近些年來，隨著國內經濟的高速發展，我國城市人口和車輛數量較從前有了大幅增長，這增加了交通運輸的負荷，使得城市交通出現嚴重擁堵。城市軌道交通由于具有方便快捷、安全準時等優點，有效地緩解了出行擁堵的問題，提升了出行品質，現如今被人們所廣泛接受，并得到了快速的發展。

城市軌道交通牽引供電系統是一個復雜的多變量系統，直接對整個系統在不同運行工況下進行全面完整的分析是難以實現的，因此對其建立等效的小功率動模仿真模型來配合研究是有效且必要的。城市軌道交通牽引供電系統的動模仿真需要對中壓環網、模擬牽引所、導電軌和列車等多個組成分別建立仿真模型，再將各部分仿真模型組合來模擬實際牽引供電系統的各種運行工況及故障狀態，對在牽引供電系統中運行的保護和控制裝置的功能和性能進行考核，以確保保護和控制裝置在現場的可靠運行。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明提供了一種城市軌道交通的新型的動模仿系統及控制方法，對動模仿真模型中各列車不同工況下運行的模擬精度高，且具備成本低、安全性高等特點。

本發明提供一種城市軌道交通的動模仿真系統，包括：模擬中壓環網、若干模擬牽引所、模擬直流導電軌、模擬軌道車輛及模擬交流導電軌；

所述模擬牽引所的輸入側與模擬中壓環網連接，輸出側與模擬直流導電軌相連，模擬牽引所將模擬中壓環網的交流電壓轉換為直流電壓后輸出給模擬直流導電軌；

所述模擬直流導電軌由兩條分別為正負級的直流導電軌組成，兩條直流導電軌用于供給模擬軌道車輛直流電能；

所述模擬軌道車輛內部包括雙向DC/AC變換器、DC/AC控制器、車載變壓器、調速變換器、調速板及電機；

所述雙向DC/AC變換器直流側與模擬直流導電軌相連，交流側為三相交流電壓，分別與調速變換器和車載變壓器相連，所述調速板一側經調速變換器從雙向DC/AC變換器的交流側取電，另一側連接電機，以改變電機的轉速；通過DC/AC控制器可以控制雙向DC/AC變換器工作在整流或逆變狀態，來模擬實際列車運行中牽引與制動工況；

所述車載變壓器另一端連接模擬交流導電軌，以起到各車輛間隔離的作用；

所述模擬交流導電軌連接模擬中壓環網，通過變壓器將電能輸送回模擬中壓環網，其較低的交流電壓等級提高了動模仿真的安全性。

可選的，所述車載變壓器可以選用1:1的隔離變壓器。

可選的，所述調速變換器為AC/DC變換器。

可選的，所述電機為直流電機。

所述城市軌道交通的動模仿真系統的控制方法為，所述DC/AC控制器采用基于d-q旋轉坐標系下的單電流環閉環控制，具體步驟為：