一種基于電阻的中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感參數(shù)在線檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電阻的中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感在線檢測方法，在電磁鐵電阻值已知時(shí)，通過對懸浮電磁鐵在正常工作過程中加入一個(gè)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電壓起始時(shí)刻電流I0和PWM電壓結(jié)束時(shí)刻電流值I2，利用電磁鐵電阻R和PWM電壓半周期時(shí)間Tm，按照公式在線計(jì)算得到電磁鐵電感。本發(fā)明方法提供了一種在電磁鐵電阻值已知時(shí)，在不影響電磁鐵在線使用的情況下，得到電磁鐵電感參數(shù)的在線檢測方法，可用于中低速磁浮列車電磁鐵在線狀態(tài)檢測、參數(shù)辨識(shí)與控制。
【專利說明】—種基于電阻的中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感參數(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感參數(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(shí)際使用中需要對其狀態(tài)進(jìn)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(shí)對故障進(jìn)行分析。懸浮電磁鐵在電學(xué)特性上可以等效認(rèn)為電阻串聯(lián)電感，電磁鐵電阻和電感是反映電磁鐵狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)。
[0004]電感參數(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)之一。當(dāng)電磁鐵發(fā)生某些故障時(shí)，通過電感參數(shù)可以對故障狀況進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)電磁鐵開路時(shí)，電磁鐵電感會(huì)變成無窮大或者極大；當(dāng)電磁鐵短路時(shí)，電磁鐵電感會(huì)變小甚至為零；當(dāng)電磁鐵出現(xiàn)匝間部分短路時(shí)，電磁鐵電感會(huì)比常態(tài)值?。划?dāng)電磁鐵連接不穩(wěn)時(shí)，電磁鐵電感值會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定。所以通過對懸浮電磁鐵電感參數(shù)的識(shí)別可以在線的對懸浮電磁鐵的狀態(tài)進(jìn)行判斷。此外，電磁鐵電感是懸浮系統(tǒng)控制時(shí)使用的重要參數(shù)，是系統(tǒng)需要識(shí)別的重要在線參數(shù)。通過對電磁鐵電感參數(shù)的識(shí)別，可以對系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整優(yōu)化控制器性能。總之，電磁鐵電感參數(shù)在線識(shí)別是懸浮系統(tǒng)在線故障診斷、系統(tǒng)參數(shù)在線識(shí)別以及控制參數(shù)在線調(diào)整的重要依據(jù)。
[0005]對懸浮電磁鐵電感參數(shù)在線進(jìn)行檢測，存在一定的困難，這種困難主要在于懸浮系統(tǒng)控制是一種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，檢測電壓加入困難。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(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電磁鐵電流的大小來實(shí)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(shí)時(shí)計(jì)算出電磁鐵需要電流(目標(biāo)電流)大小，電磁鐵電流控制根據(jù)電磁鐵目標(biāo)電流和實(shí)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(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，使實(shí)際電流跟隨目標(biāo)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(shí)現(xiàn)。由于開關(guān)管工作頻率有限，在實(shí)際工作時(shí)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(dǎo)通時(shí)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(shí)時(shí)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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]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基于電阻的中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻參數(shù)在線檢測方法，用于中低速磁浮列車懸浮電磁鐵的在線監(jiān)測以及參數(shù)辨識(shí)和控制，并使之具有監(jiān)測迅速準(zhǔn)確，對系統(tǒng)擾動(dòng)小的特點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
[0008]一種基于電阻的中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感在線檢測方法，在電磁鐵電阻值已知時(shí)對電磁鐵電感進(jìn)行在線檢測，包括以下步驟，(a)在懸浮電磁鐵正常工作過程中加入一個(gè)占空比為50%先開后關(guān)的脈沖寬度調(diào)制PWM電壓作為檢測電壓，檢測電壓前半周期為正電壓，后半周期為負(fù)電壓；(b)在加入PWM檢測電壓周期中，檢測電磁鐵在此PWM電壓起始時(shí)刻電流Itl和PWM電壓結(jié)束時(shí)刻電流值I2 ;利用電磁鐵電阻R和PWM電壓半周期時(shí)間Tm，
按照公式
【權(quán)利要求】
1.一種基于電阻的中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感在線檢測方法，在電磁鐵電阻值已知時(shí)對電磁鐵電感進(jìn)行在線檢測，包括以下步驟，(a)在懸浮電磁鐵正常工作過程中加入一個(gè)占空比為50%先開后關(guān)的脈沖寬度調(diào)制PWM電壓作為檢測電壓，檢測電壓前半周期為正電壓，后半周期為負(fù)電壓；(b)在加入PWM檢測電壓周期中，檢測電磁鐵在此PWM電壓起始時(shí)刻電流Itl和PWM電壓結(jié)束時(shí)刻電流值I2 ;利用電磁鐵電阻R和PWM電壓半周期時(shí)間Tm，按照公式
【文檔編號】G01R27/26GK103954845SQ201410145776
【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(xué)