太阳城集团

  • / 6
  • 下载费用:30 金币  

一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201410145549.X

申请日:

2014.04.11

公开号:

CN103954844A

公开日:

2014.07.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 27/26申请日:20140411|||公开
IPC分类号: G01R27/26 主分类号: G01R27/26
申请人: 西南交通大学
发明人: 董金文; 张昆仑
地址: 610031 四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处
优先权:
专利代理机构: 成都信博专利代理有限责任公司 51200 代理人: 张澎
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201410145549.X

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.02.15|||2014.08.27|||2014.07.30

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测方法,通过对悬浮电磁铁在正常工作过程中加入一个脉冲宽度调制(PWM)信号,控制一个桥臂开通占空比为100%,另一桥臂开通占空比为50%先开后关,通过检测电磁铁在此PWM电压开始时刻电流I0、半周期时刻电流I1和结束时刻电流值I2,利用系统输入电压U和PWM电压半周期太阳城集团Tm,按照公式在线计算得到电磁铁电感的一种方法。该方法提供了一种电磁铁电感参数的在线检测方法,该方法只需检测电流、电压值,不需要其他已知量,可以应用于中低速磁浮列车电磁铁在线状态检测、参数辨识与控制等。

权利要求书

权利要求书
1.  一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测方法,对悬浮电磁铁状态进行在线监测以判断可能出现的故障以及出现故障时对故障进行分析提供实时数据,包括以下步骤:(a)在悬浮电磁铁正常工作过程中加入一个脉冲宽度调制PWM检测信号,该信号控制一个桥臂开通占空比为100%,另一个桥臂开通占空比为50%先开后关,(b)在加入PWM检测电压周期中,检测电磁铁在此PWM电压下开始时刻电流I0、半周期时刻电流I1和周期结束时刻电流I2,利用系统输入电压U和PWM电压半周期太阳城集团Tm,按照公式在线获得电磁铁电感值并输送至在线故障诊断及调整后续执行单元。

2.  根据权利要求1所述的一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电阻在线检测方法,其特征在于:所述对电感值的获取和计算不依赖与系统电阻或其他值。

说明书

说明书一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法
技术领域
本发明涉及一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法。
背景技术
中低速磁浮列车主要采用电磁吸力悬浮,悬浮力由悬浮电磁铁提供,悬浮电磁铁通过电流与轨道之间产生电磁吸力,通过控制电磁铁电流的大小调节电磁力使得系统可以稳定在固定的悬浮气隙上。
悬浮电磁铁是悬浮系统主要部件,在实际使用中需要对其状态进行在线监测,以判断可能出现的故障以及出现故障时对故障进行分析。悬浮电磁铁在电学特性上可以等效认为电阻串联电感,电磁铁电阻和电感是反映电磁铁状态的关键参数。
电感参数是电磁铁的重要状态参数,也是判断电磁铁状态的主要依据之一。当电磁铁发生某些故障时,通过电感参数可以对故障状况进行识别。当电磁铁开路时,电磁铁电感会变成无穷大或者极大;当电磁铁短路时,电磁铁电感会变小甚至为零;当电磁铁出现匝间部分短路时,电磁铁电感会比常态值小;当电磁铁连接不稳时,电磁铁电感值会发生不稳定。所以通过对悬浮电磁铁电感参数的识别可以在线的对悬浮电磁铁的状态进行判断。此外,电磁铁电感是悬浮系统控制中使用的重要参数,是系统需要识别的重要在线参数。通过对电磁铁电感参数的识别,可以对系统控制参数进行在线调整,优化控制器性能。总之,电磁铁电感参数在线识别是悬浮系统在线故障诊断、系统参数在线识别以及控制参数在线调整的重要依据。
对悬浮电磁铁电感参数在线进行检测,存在一定的困难,这种困难主要在于悬浮系统控制是一种实时控制系统,检测电压加入困难。中低速磁浮列车采用电磁吸力悬浮系统,这种悬浮系统是一种本质不稳定系统,系统通过实时调节电磁铁电流的大小来实现系统稳定悬浮。悬浮系统根据电磁铁的气隙值和加速度值实时计算出电磁铁需要电流(目标电流)大小,电磁铁电流控制根据电磁铁目标电流和实际电流产生控制脉冲,控制脉冲控制悬浮斩波电路中开关管的开通和关断对电磁铁电流实现调节,使实际电流跟随目标电流。在中低速磁浮列车中电磁铁电流的大小通过悬浮斩波电路实现。由于开关管工作频率有 限,在实际工作时采用固定的开关频率,其控制信号一般采用脉冲宽度调制信号(PWM)信号,通过调节PWM信号的占空比,调节开关管在开关周期内的导通太阳城集团来调节电流。悬浮斩波电路在PWM信号控制下对电磁铁产生的电压为PWM电压。电磁铁受PWM电压控制,PWM电压需要实时按照控制规律改变,使得对电磁铁施加检测电压并检测相应的电流,存在一定的困难。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足,本发明的目的是,提供一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法,使之克服现有技术的不足。其方案为:
一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测方法,对悬浮电磁铁状态进行在线监测以判断可能出现的故障以及出现故障时对故障进行分析提供实时数据,包括以下步骤:(a)在悬浮电磁铁正常工作过程中加入一个脉冲宽度调制PWM检测信号,该信号控制一个桥臂开通占空比为100%,另一个桥臂开通占空比为50%先开后关,(b)在加入PWM检测电压周期中,检测电磁铁在此PWM电压下开始时刻电流I0、半周期时刻电流I1和周期结束时刻电流I2,利用系统输入电压U和PWM电压半周期太阳城集团Tm,按照公式在线获得电磁铁电感值并输送至在线故障诊断及调整后续执行单元。
在中低速磁浮列车中,悬浮电磁铁电流、电压比较高,通常采用悬浮斩波电路对电磁铁电流进行控制。悬浮斩波电路在工作在开关状态,在工作中,当开关管同时开通时,输入电源通过开关管对悬浮电磁铁进行充电,悬浮电磁铁电流增加;当开关管同时关断时,悬浮电磁铁通过二极管向输入电源放电,悬浮电磁铁电流减小;当一个开关管开通一个开关管关断时,悬浮电磁铁通过开通的开关管与二极管自身进行续流。在正常工作时,通过不停的调节开关管的开通和关断,实现电流的调节。
根据电路原理,假设输入电压为Ui,电磁铁电感和电阻L,R,电磁铁输出电流为io,定义太阳城集团常数为τ=L/R。悬浮电磁铁在正常工作过程中加入一个脉冲宽度调制(PWM)检测电压,其中一个桥臂开通占空比为100%,另一个桥臂 开通占空比为50%(先开通后关断),电磁铁受到的电压如图所示,计算半周期时刻和周期结束时刻电磁铁电流值,假设检测电压周期为2TM。
当开关管T1、T3导通时,根据电路有求解可以得到,电流其中I0为初始时刻电流,开通时刻为太阳城集团零点。对电流方程按照泰勒级数展开,忽略高次项,可以得到电感电流在开关管开通太阳城集团内电流值为该表达式可以认为是电感在Ui-IoR电压下充电,对电磁铁来说,单开关周期内纹波电流远远小于恒定值,可认为单开关周期内电流为I0。
开关管T1、T3中一个导通一个关断时,负载通过导通的开关管和二极管放电,电流减小,根据电路有求解可得其中I1为状态初始时刻电流,状态初始时刻为太阳城集团零点。对电流方程进行展开,忽略高次项,可以得到电感电流在开关管关断太阳城集团内,电流值为该表达式可以认为是电感在I1R电压下放电。
在上述推导中可以知道,在检测电压半周期时刻电磁铁电流I1=Io+Ui-IoRLTM,]]>在检测电压结束时刻,电磁铁电流为I2=Io+Ui-2IoRLTM,]]>那么显然2I1-I2=Io+UiLTM,]]>那么电感值L=Ui2I1-I0-I2TM.]]>
根据上面的公式,可以得到,检测PWM检测电压开始时刻电流I0、半周期时刻电流I1和结束时刻的电流I2,根据公式其中TM为系统已知设定量,Ui为系统可测量,根据公式可以计算电感参数。
通过上述分析,可以看到,在中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测中,可以通过对悬浮电磁铁在正常工作过程中加入一个脉冲宽度调制(PWM)检测 电压,其中一个桥臂开通占空比为100%,另一个桥臂开通占空比为50%(先开通后关断),检测电磁铁在此检测电压下开通时刻、半周期时刻和周期结束时刻电流,结合系统输入电压和半周期太阳城集团,可以计算得到电磁铁电感参数。本发明在线检测方法,检测电磁铁充放电过程中电流变化值,利用电磁铁电流值、系统输入电压和检测电压半周期太阳城集团计算系统电感值,首先是对悬浮电磁铁电感参数进行在线检测,其次是采用了脉冲宽度调制(PWM)检测电压,其中一个桥臂开通占空比为100%,另一个桥臂开通占空比为50%(先开通后关断),使电磁铁半周期工作在充电状态,半周期工作在自然续流状态,最后是通过检测在检测电压下的电流的值对电磁铁电感进行计算。本发明方法适用于中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数的在线监测以及参数辨识和控制等,具有监测迅速准确,不需已知参数量等特点。
附图说明
图1是悬浮斩波电路原理图。
图2是实施方式中的系统原理图。
具体实施方式
在悬浮系统正常工作时,按照太阳城集团间隔1s,悬浮系统数字控制电路对悬浮电磁铁给出一个脉冲宽度调制(PWM)检测电压,检测电压控制一个桥臂开通占空比为100%,另一个桥臂开通占空比为50%(先开通后关断)。
数字控制电路在PWM检测电压输出初始时刻、半周期时刻以及结束时刻通过AD采样电路对系统电流检测值进行采样,依次记录为I0、I1、I2;同时在PWM检测电压输出初始时刻通过AD采样电路对系统电压检测值进行采样,记录为U。
太阳城集团根据PWM检测电压半周期太阳城集团TM,根据公式计算电磁铁电感,并将所获取的电感值输送至在线故障诊断及调整后续执行单元。

关 键 词:
一种 低速 列车 悬浮 电磁铁 电感 参数 在线 检测 方法
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
太阳城集团本文
本文标题:一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法.pdf
链接地址:http://zh228.com/p-6140704.html
太阳城集团我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
葡京赌场|welcome document.write ('');