專(zhuān)利名稱(chēng)：懸浮控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種懸浮控制器，特別涉及一種能保證相當(dāng)精度列車(chē)與地面軌道之間的懸空距離的懸浮控制器。
背景技術(shù)：
磁懸浮列車(chē)運(yùn)行時(shí)懸浮空中與地面軌道脫離接觸。無(wú)論軌道上坡、下坡、直行、拐彎，高速運(yùn)行的列車(chē)與軌道之間始終保持一定的垂直距離及水平方向的縫隙。為此，在列車(chē)下方安裝一批磁極，其繞組通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，列車(chē)借助于磁力的作用從地面浮起，當(dāng)列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)，需要使垂直磁極的磁力以相當(dāng)高精度保證列車(chē)與地面軌道之間的懸空間距，使縫隙磁極的磁力保持列車(chē)與軌道之間的左右間隙恒定。這就需要一個(gè)懸浮控制器，然而，懸浮控制器的困難點(diǎn)是電磁鐵線(xiàn)圈電流值與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的非線(xiàn)性關(guān)系給調(diào)節(jié)控制帶來(lái)困難；若以實(shí)際縫隙為控制對(duì)象，磁力的加大會(huì)使縫隙越來(lái)越小而趨向於零。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種控制電磁鐵懸浮空中，并在一定范圍內(nèi)可線(xiàn)性調(diào)節(jié)懸浮高度的懸浮控制器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種懸浮控制器，其特點(diǎn)是，它是由IGBT組成橋式電路ZBQ、脈寬調(diào)制波形發(fā)生器PWM、電流調(diào)節(jié)器LT及電流檢測(cè)單元LB及縫隙調(diào)節(jié)器輸出的電流給定值與由電流檢測(cè)單元LB檢測(cè)到的電流實(shí)際值的比較器B2構(gòu)成電流閉環(huán)為內(nèi)環(huán)和由縫隙調(diào)節(jié)器FT、縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB、縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ、縫隙隙給定信號(hào)δg與經(jīng)處理后的縫隙實(shí)際信號(hào)的比較器B1及電磁鐵L構(gòu)成縫隙閉環(huán)為外環(huán)所組成的雙閉環(huán)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
所述的電磁鐵L置于車(chē)輛下方與軌道構(gòu)成間隙，通電形成一對(duì)磁極，所述的電磁鐵L與縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ相連接，由縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ檢測(cè)電磁鐵L與軌道之間的實(shí)際間隙。
由于本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)電流閉環(huán)解決了電磁鐵線(xiàn)圈電流值與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的非線(xiàn)性關(guān)系；實(shí)現(xiàn)了縫隙閉環(huán)，解決了軌道與電磁鐵之間間隙愈小，縫隙實(shí)際值信號(hào)也跟著小，無(wú)法閉環(huán)的問(wèn)題。這樣使高速運(yùn)行的列車(chē)與軌道之間始終保持一定的垂直距離及水平方向的縫隙。


圖1為懸浮控制器控制原理框圖；圖2為橋式電路ZBQ電氣原理圖；圖3為縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
由圖1所示，一種懸浮控制器，其特點(diǎn)是，它是由IGBT組成橋式電路ZBQ、脈寬調(diào)制波形發(fā)生器PWM、電流調(diào)節(jié)器LT及電流檢測(cè)單元LB及縫隙調(diào)節(jié)器輸出的電流給定值Ig與由電流檢測(cè)單元LB檢測(cè)到的電流實(shí)際值Ii的比較器B2構(gòu)成電流閉環(huán)為內(nèi)環(huán)和由縫隙調(diào)節(jié)器FT、縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB、縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ、縫隙隙給定信號(hào)δg與經(jīng)處理后的縫隙實(shí)際信號(hào)δi的比較器B1及電磁鐵L構(gòu)成縫隙閉環(huán)為外環(huán)所組成的雙閉環(huán)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所述的電磁鐵L置于車(chē)輛下方與軌道G構(gòu)成間隙，通電形成一對(duì)磁極，所述的電磁鐵L與縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ相連接，由縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ檢測(cè)電磁鐵L與軌道G之間的實(shí)際間隙。圖中PWM它由脈寬調(diào)制波形發(fā)生器及驅(qū)動(dòng)電路等專(zhuān)用芯片和厚膜電路組成，F(xiàn)T、LT為PI型式調(diào)節(jié)器，動(dòng)態(tài)校正取三階最佳調(diào)節(jié)參數(shù)。電流反饋信號(hào)由直流互感器檢測(cè)，由縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ檢測(cè)到的縫隙信號(hào)經(jīng)縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB變換進(jìn)入縫隙調(diào)節(jié)器FT。
由圖2所示，所述的橋式電路ZBQ為二條IGBT1、IGBT2與二極管D2、D4組成的復(fù)合模塊構(gòu)成橋式斬波電路，脈寬調(diào)制波形發(fā)生器PWM通過(guò)驅(qū)動(dòng)器D和IGBT1、IGBT2的柵極連接，橋式斬波電路ZBQ的輸出端B、A分別和電磁鐵L的繞組及電流檢測(cè)單元LB相連接。
由圖3所示，所述的縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB由二級(jí)放大器F1和F2組成，輸入端X2:01與縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ連接，N10為變換參考值，F(xiàn)2輸出與比較器B1連接。這一縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB在實(shí)施中使FB輸入、輸出滿(mǎn)足下表要求
FB的輸入FB的輸出10V 0V9V -1V8V -2V. .
. .
. .
1V -9V0V -10V從而解決閉環(huán)的反饋信號(hào)問(wèn)題。
本實(shí)用新型根據(jù)原理框圖及具體線(xiàn)路構(gòu)成一臺(tái)懸浮控制器，并配以縫隙傳感器，小型模擬電磁鐵組成一套試驗(yàn)設(shè)備，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)面板上的縫隙設(shè)定電位器，電磁鐵與軌道之間縫隙的變化，其記錄如下表所示設(shè)定值δg(V) 實(shí)測(cè)值δ(mm)-3.5 7.26-4.0 6.61-5.0 6.04-6.0 4.07-7.0 4.00縫隙傳感器可用電磁感應(yīng)傳感器或電容式傳感器。從上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電磁鐵在空中懸浮的線(xiàn)性控制。
權(quán)利要求1.一種懸浮控制器，其特征在于，它是由IGBT組成橋式電路ZBQ、脈寬調(diào)制波形發(fā)生器PWM、電流調(diào)節(jié)器LT及電流檢測(cè)單元LB及縫隙調(diào)節(jié)器輸出的電流給定值Ig與由電流檢測(cè)單元LB檢測(cè)到的電流實(shí)際值Ii的比較器B2構(gòu)成電流閉環(huán)為內(nèi)環(huán)和由縫隙調(diào)節(jié)器FT、縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB、縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ、縫隙隙給定信號(hào)δg與經(jīng)處理后的縫隙實(shí)際信號(hào)δi的比較器B1及電磁鐵L構(gòu)成縫隙閉環(huán)為外環(huán)所組成的雙閉環(huán)控制調(diào)節(jié)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮控制器，其特征在于，所述的電磁鐵L置于車(chē)輛下方與軌道G構(gòu)成間隙δ，通電形成一對(duì)磁極，所述的電磁鐵L與縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ相連接，由縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ檢測(cè)電磁鐵L與軌道G之間的實(shí)際間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮控制器，其特征在于，所述的橋式電路ZBQ為二條IGBT1、IGBT2與二極管D2、D4組成的復(fù)合模塊構(gòu)成橋式斬波電路，脈寬調(diào)制波形發(fā)生器PWM通過(guò)驅(qū)動(dòng)器D和IGBT1、IGBT2的柵極連接，二極管D4的正極和二極管D2的負(fù)極作為橋式斬波電路的輸出分別和電磁鐵L的繞組及電流檢測(cè)單元LB相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮控制器，其特征在于，所述的縫隙實(shí)際信號(hào)處理器FB由二級(jí)放大器F1和F2組成，輸入端X2:01與縫隙實(shí)際信號(hào)檢測(cè)器FJ連接，N10為變換參考值，F(xiàn)B輸出與比較器B1連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種懸浮控制器，特點(diǎn)是，它是由IGBT組成橋式電路ZBQ、脈寬調(diào)制波形發(fā)生器PWM、電流調(diào)節(jié)器LT及電流檢測(cè)單元LB及縫隙調(diào)節(jié)器輸出的電流給定值與由電流檢測(cè)單元LB檢測(cè)到的電流實(shí)際值的比較器B
文檔編號(hào)B60L13/04GK2706355SQ20042002139
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者余鹿延, 徐興康, 劉紋璇, 金錫華 申請(qǐng)人:上海賽科現(xiàn)代交通設(shè)備有限公司