[發(fā)明專利]用于電動(dòng)斥力型磁浮軌道的自導(dǎo)直線推進(jìn)構(gòu)造的懸浮力擾動(dòng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010029425.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111231691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張昆侖;段家珩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L13/10
• 分類號(hào): B60L13/10
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51245
• 代理人: 張澎

1.一種用于電動(dòng)斥力型磁浮軌道的自導(dǎo)直線推進(jìn)構(gòu)造的懸浮力擾動(dòng)控制方法，所述電動(dòng)斥力型磁浮軌道的自導(dǎo)直線推進(jìn)構(gòu)造包括車體（1），懸浮轉(zhuǎn)向架（2），板式電動(dòng)斥力式懸浮裝置（3），支撐輪（4），混凝土軌道（6），直線推進(jìn)系統(tǒng)及控制器；所述板式電動(dòng)斥力式懸浮裝置（3）由勵(lì)磁部分（3A）和反應(yīng)板部分（3B）組成，其中的勵(lì)磁部分3A安裝在懸浮轉(zhuǎn)向架（2）上，反應(yīng)板部分（3B）安裝在混凝土軌道（6）內(nèi)；所述直線推進(jìn)系統(tǒng)為自導(dǎo)向直線推進(jìn)裝置（5）；自導(dǎo)向直線推進(jìn)裝置為空芯直線永磁同步電機(jī)，沿混凝土軌道（6）延伸方向預(yù)埋若干有源零磁通線圈鏈（8）作為其定子，直線型永磁Halbach陣列（7）剛性連接在懸浮轉(zhuǎn)向架（2）的正下方作為其動(dòng)子；有源零磁通線圈鏈（8）與直線型永磁Halbach陣列（7）之間具有機(jī)械氣隙（9）；所述有源零磁通線圈鏈（8）由順軌而鋪的零磁通線圈構(gòu)成，零磁通線圈為“8”字形繞組結(jié)構(gòu)：由右線圈（11）和左線圈（11'）兩個(gè)N匝方形空芯線圈組成，導(dǎo)線沿右線圈空芯順時(shí)針繞N匝后再繞左線圈空芯逆時(shí)針繞N匝；所有零磁通線圈等距沿著列車運(yùn)行方向鋪設(shè)在軌道上，并以三相電機(jī)繞組規(guī)律進(jìn)行連接，使零磁通線圈具有驅(qū)動(dòng)功能；其特征在于：

當(dāng)列車運(yùn)行于較低速度時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整定子軌道的有源零磁通線圈鏈（8）中的直軸電流I_d，以達(dá)到消除列車由于橫向偏移帶來(lái)垂向懸浮力擾動(dòng)的目的；

調(diào)整的控制手段為：永磁直線同步電機(jī)的動(dòng)子處安裝相應(yīng)傳感器在列車運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車載永磁動(dòng)子的速度與位置，以及地面三相驅(qū)動(dòng)電流的信號(hào)，并將檢測(cè)得到的信號(hào)傳給控制器使用；動(dòng)子的位置信號(hào)包括運(yùn)行位置θ_m和動(dòng)子偏移中心距L_m，其中運(yùn)行位置θ_m用于控制器坐標(biāo)變換使用，動(dòng)子偏移中心距L_m則用于產(chǎn)生給定直軸電流；對(duì)于速度-位置控制外環(huán)，傳感器檢測(cè)到的運(yùn)行速度信號(hào)V_m與給定速度值V_ref進(jìn)行對(duì)比，差值信號(hào)經(jīng)過(guò)速度控制器后得到交軸給定電流I_{q_ref}；傳感器檢測(cè)到的動(dòng)子偏移中心距L_m則與0進(jìn)行對(duì)比并將差值信號(hào)經(jīng)過(guò)垂向力控制器后得到直軸給定電流I_{d_ref}；對(duì)于電流控制內(nèi)環(huán)，傳感器檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)線圈的三相電流并通過(guò)Park變換將三相電流轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)電流實(shí)際值I_d、I_q，旋轉(zhuǎn)兩相實(shí)際電流I_d、I_q分別與外環(huán)控制器得到的兩相給定電流I_{q_ref}、I_{d_ref}對(duì)比，并將差值信號(hào)送給交/直軸電流控制器并得到兩相旋轉(zhuǎn)電壓給定值U_{q_ref}、U_{d_ref}，通過(guò)逆Park-Clark變換后即得到靜止兩相電壓給定值，最后經(jīng)過(guò)空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM后即得到輸出給逆變器的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)。

2.如權(quán)利要求1所述的用于電動(dòng)斥力型磁浮軌道的自導(dǎo)直線推進(jìn)構(gòu)造的懸浮力擾動(dòng)控制方法，其特征在于，所述垂向力控制器為一優(yōu)選值數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)零磁通線圈構(gòu)成的空芯直線同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行預(yù)先優(yōu)選設(shè)計(jì)，將計(jì)算或測(cè)試提前獲取不同速度、不同偏移距離下對(duì)應(yīng)需控制給定直軸電流I_d大小。