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一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法

文檔序號:6223846閱讀:224來源:國知局
一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法,通過對懸浮電磁鐵在正常工作過程中加入一個占空比為50%先開后關(guān)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓,通過檢測電磁鐵在此PWM電壓下從放電起始時刻到電磁鐵電流回落到PWM電壓初始時刻電流值的時間Tm;根據(jù)Tm、PWM電壓中正電壓時間TM、電磁鐵電流I0和電壓值Ui,按照公式在線計算得到電磁鐵電阻的一種方法。本發(fā)明方法提供了一種在不影響電磁鐵在線使用的情況下,得到電磁鐵電阻參數(shù)的在線檢測方法,該方法可以應(yīng)用于中低速磁浮列車電磁鐵在線狀態(tài)檢測、參數(shù)辨識與控制等。
【專利說明】—種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中低速磁浮列車主要采用電磁吸力懸浮,懸浮力由懸浮電磁鐵提供,懸浮電磁鐵通過電流與軌道之間產(chǎn)生電磁吸力,通過控制電磁鐵電流的大小調(diào)節(jié)電磁力使得系統(tǒng)可以穩(wěn)定在固定的懸浮氣隙上。
[0003]懸浮電磁鐵是懸浮系統(tǒng)主要部件,在實際使用中需要對其狀態(tài)進行在線監(jiān)測,以判斷可能出現(xiàn)的故障以及出現(xiàn)故障時對故障進行分析。懸浮電磁鐵在電學特性上可以等效認為電阻串聯(lián)電感,電磁鐵電阻是反映電磁鐵狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)。
[0004]電阻參數(shù)是電磁鐵的重要狀態(tài)參數(shù),也是判斷電磁鐵狀態(tài)的主要依據(jù)。當電磁鐵發(fā)生某些故障時,其電阻參數(shù)會發(fā)生變化,如當電磁鐵開路時,電磁鐵電阻會變成無窮大或者極大;當電磁鐵短路時,電磁鐵電阻會變小甚至為零;當電磁鐵出現(xiàn)匝間部分短路時,電磁鐵電阻會比常態(tài)值??;當電磁鐵連接不穩(wěn)時,電磁鐵電阻值會發(fā)生不穩(wěn)定;當電磁鐵溫度發(fā)生變化時,電磁鐵電阻也會發(fā)生變化。所以通過對懸浮電磁鐵電阻的檢測可以在線的對懸浮電磁鐵的狀態(tài)進行判斷。對電磁鐵電阻值進行在線檢測是十分必要的,是保障電磁鐵正常工作的必要手段。
[0005]對懸浮電磁鐵在線進行參數(shù)檢測,存在一定的困難,這種困難主要在于懸浮系統(tǒng)控制的實時性。中低速磁浮列車采用電磁吸力懸浮系統(tǒng),這種懸浮系統(tǒng)是一種本質(zhì)不穩(wěn)定系統(tǒng),系統(tǒng)通過實時調(diào)節(jié)電磁鐵電流的大小來實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定懸浮。懸浮系統(tǒng)根據(jù)電磁鐵的氣隙值和加速度值實時計算出電磁鐵需要電流(目標電流)大小,電磁鐵電流控制根據(jù)電磁鐵目標電流和實際電流產(chǎn)生控制脈沖,控制脈沖控制懸浮斬波電路中開關(guān)管的開通和關(guān)斷對電磁鐵電流實現(xiàn)調(diào)節(jié),使實際電流跟隨目標電流。在中低速磁浮列車中電磁鐵電流的大小通過懸浮斬波電路實現(xiàn)。由于開關(guān)管工作頻率有限,在實際工作時采用固定的開關(guān)頻率,其控制信號一般采用脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)信號,通過調(diào)節(jié)PWM信號的占空比,調(diào)節(jié)開關(guān)管在開關(guān)周期內(nèi)的導通時間來調(diào)節(jié)電流。懸浮斬波電路在PWM信號控制下對電磁鐵產(chǎn)生的電壓為PWM電壓。電磁鐵受PWM電壓控制,PWM電壓需要實時按照控制規(guī)律改變,使得對電磁鐵施加檢測電壓并檢測相應(yīng)的電流,存在一定的困難。
[0006]本發(fā)明通過在電磁鐵正常工作時,對電磁鐵電壓插入一個占空比為50%的PWM電壓,通過檢測電磁鐵在PWM電壓下的放電過程中電流放電回落至PWM電壓起始時刻電流值的時間,計算電磁鐵電阻的一種方法,這種方法可以在電磁鐵工作時在線對電磁鐵電阻參數(shù)進行檢測。這種方法的特點在于在懸浮電磁鐵正常工作中加入50%占空比的PWM電壓作為檢測電壓,電磁鐵在檢測周期內(nèi)受到的伏秒總值接近為零,檢測電壓基本不對系統(tǒng)產(chǎn)生擾動,同時利用充放電時間對電阻值進行計算,除檢測電壓電流外不需要外部已知量。本發(fā)明方法可以應(yīng)用于中低速磁浮列車電磁鐵在線狀態(tài)檢測、參數(shù)辨識與控制等。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足,本發(fā)明的目的是,提供一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法,使之克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。其方案為:
[0008]一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻在線檢測方法,對懸浮電磁鐵狀態(tài)進行在線監(jiān)測以判斷可能出現(xiàn)的故障以及出現(xiàn)故障時對故障進行分析提供實時數(shù)據(jù),包括以下步驟,在懸浮電磁鐵正常工作過程中加入一個占空比為50%先開后關(guān)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓;獲取此PWM電壓下檢測電磁鐵從放電起始時刻到電磁鐵電流回落到PWM電壓初始時刻電流值的時間Tm ;根據(jù)Tm、PWM電壓中正電壓時間TM、電磁鐵電流Itl和電壓值Ui,按照公

【權(quán)利要求】
1.一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻在線檢測方法,對懸浮電磁鐵狀態(tài)進行在線監(jiān)測以判斷可能出現(xiàn)的故障以及出現(xiàn)故障時對故障進行分析提供實時數(shù)據(jù),包括以下步驟,在懸浮電磁鐵正常工作過程中加入一個占空比為50%先開后關(guān)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓;獲取此PWM電壓下檢測電磁鐵從放電起始時刻到電磁鐵電流回落到PWM電壓初始時刻電流值的時間Tm ;根據(jù)Tm、PWM電壓中正電壓時間TM、電磁鐵電流Itl和電壓值Ui,按照公式R=TM-TMUI/TM+TMI0 在線獲得電磁鐵電阻值并輸送至在線故障診斷及調(diào)整后續(xù)執(zhí)行單元。
【文檔編號】G01R27/14GK103954841SQ201410145536
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】董金文, 張昆侖 申請人:西南交通大學
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