[發明專利]一種高速磁浮列車電機模擬測試裝置及系統

有效

• 申請號: 202110485588.4
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113110109B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳柳松;李江紅;張朝陽;徐立恩;張宇;應婷;王繼麗;劉麗
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 胡君

1.一種高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于，包括：

電機模擬器（1），用于使用功率變換電路模擬高速磁浮列車電機的電機電流，所述功率變換電路包括輸入變壓器（11）以及變流器（12），所述變流器（12）的整流變換側通過所述輸入變壓器（11）連接電網，逆變變換側連接輸出端；

信號采集及驅動器（2），用于采集所述電機模擬器（1）中運行信號，發送給電機模擬控制器（3），以驅動高速磁浮列車電機的模擬；

電機模擬控制器（3），用于接收所述信號采集及驅動器（2）發送的運行信號，根據接收到的運行信號模擬電機電氣特性產生控制信號，分別發送給所述變流器（12）的整流變換側、逆變變換側以實現高速磁浮列車電機的模擬；

所述電機模擬控制器（3）包括用于控制所述變流器（12）的整流變換側的網側變流器控制模塊（31），以及用于控制所述變流器（12）的逆變變換側的虛擬電機變流器控制模塊（32），所述網側變流器控制模塊（31）根據所述整流變換側輸入端的網側電壓/電流信號以及中間電壓信號產生控制信號，所述虛擬電機變流器控制模塊（32）根據所述逆變變換側輸出端的線電壓和電流信號，基于預先構建的虛擬磁浮電機電氣模型產生控制信號。

2.根據權利要求1所述的高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于：所述網側變流器控制模塊（31）為包括電壓環控制、電流環控制的雙環控制結構，所述網側電壓/電流信號以及中間電壓信號依次經過所述電壓環控制、電流環控制后，產生控制電壓。

3.根據權利要求2所述的高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于：所述網側變流器控制模塊（31）包括依次連接的第一AD轉換單元（311）、電壓環控制單元（312）、電流環控制單元（313）以及第一控制脈沖生成單元（314），所述第一AD轉換單元（311）接收所述中間電壓信號，經過模數轉換后輸出給所述電壓環控制單元（312），所述電壓環控制單元（312）將轉換后的中間電壓信號經過電壓環控制后產生參考電流，并提供給所述電流環控制單元（313），所述電流環控制單元（313）分別接入所述參考電流、網側電流進行電流環控制后，輸出控制電壓給所述第一控制脈沖生成單元（314），由所述第一控制脈沖生成單元（314）生成對應的控制脈沖。

4.根據權利要求3所述的高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于：所述網側變流器控制模塊（31）還包括與所述電流環控制單元（313）連接的AD轉換及鎖相單元（315），用于接入所述網側電壓/電流信號進行模數轉換后進行鎖相控制，輸出最終的網側電流提供給所述電流環控制單元（313）。

5.根據權利要求1～4中任意一項所述的高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于，所述虛擬電機變流器控制模塊（32）根據所述逆變變換側輸出端的線電壓，模擬出高速磁浮電機的電機電流，根據模擬出的電機電流以及所述逆變變換側輸出端的電流信號產生控制電壓。

6.根據權利要求5所述的高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于，所述虛擬電機變流器控制模塊（32）包括依次連接的第二AD轉換單元（321）、虛擬磁浮電機電氣模型單元（322）、控制電壓產生單元（323）以及第二控制脈沖生成單元（324），所述第二AD轉換單元（321）接收所述逆變變換側輸出端的線電壓、電流信號進行模數轉換，分別發送給所述虛擬磁浮電機電氣模型單元（322）、控制電壓產生單元（323），所述虛擬磁浮電機電氣模型單元（322）輸出模擬的電機電流并作為參考電流輸出給所述控制電壓產生單元（323），所述控制電壓產生單元（323）按照預設控制算法產生控制電壓輸出，由所述第二控制脈沖生成單元（324）產生對應的控制脈沖。

7.根據權利要求1～4中任意一項所述的高速磁浮列車電機模擬測試裝置，其特征在于，所述電機模擬控制器（3）還加載有車輛運動學模型和/或車輛運控系統模型，所述車輛運控系統模型用于提供車輛線路曲線模型以及進行車輛定位，所述車輛運動學模型用于進行列車運行及動力學計算。