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
【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感在線檢測方法，通過對懸浮電磁鐵在正常工作過程中加入一個脈沖寬度調制（PWM）信號，控制一個橋臂開通占空比為100%，另一橋臂開通占空比為50%先開后關，通過檢測電磁鐵在此PWM電壓開始時刻電流I0、半周期時刻電流I1和結束時刻電流值I2，利用系統(tǒng)輸入電壓U和PWM電壓半周期時間Tm，按照公式在線計算得到電磁鐵電感的一種方法。該方法提供了一種電磁鐵電感參數(shù)的在線檢測方法，該方法只需檢測電流、電壓值，不需要其他已知量，可以應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感參數(shù)在線檢測方法
【技術領域】
[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】
[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生電磁吸力，通過控制電磁鐵電流的大小調節(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，電磁鐵電阻和電感是反映電磁鐵狀態(tài)的關鍵參數(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。當電磁鐵發(fā)生某些故障時，通過電感參數(shù)可以對故障狀況進行識別。當電磁鐵開路時，電磁鐵電感會變成無窮大或者極大；當電磁鐵短路時，電磁鐵電感會變小甚至為零；當電磁鐵出現(xiàn)匝間部分短路時，電磁鐵電感會比常態(tài)值小；當電磁鐵連接不穩(wěn)時，電磁鐵電感值會發(fā)生不穩(wěn)定。所以通過對懸浮電磁鐵電感參數(shù)的識別可以在線的對懸浮電磁鐵的狀態(tài)進行判斷。此外，電磁鐵電感是懸浮系統(tǒng)控制中使用的重要參數(shù)，是系統(tǒng)需要識別的重要在線參數(shù)。通過對電磁鐵電感參數(shù)的識別，可以對系統(tǒng)控制參數(shù)進行在線調整，優(yōu)化控制器性能。總之，電磁鐵電感參數(shù)在線識別是懸浮系統(tǒng)在線故障診斷、系統(tǒng)參數(shù)在線識別以及控制參數(shù)在線調整的重要依據(jù)。
[0005]對懸浮電磁鐵電感參數(shù)在線進行檢測，存在一定的困難，這種困難主要在于懸浮系統(tǒng)控制是一種實時控制系統(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)是一種本質不穩(wěn)定系統(tǒng)，系統(tǒng)通過實時調節(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生控制脈沖，控制脈沖控制懸浮斬波電路中開關管的開通和關斷對電磁鐵電流實現(xiàn)調節(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)。由于開關管工作頻率有限，在實際工作時采用固定的開關頻率，其控制信號一般采用脈沖寬度調制信號(PWM)信號，通過調節(jié)PWM信號的占空比，調節(jié)開關管在開關周期內的導通時間來調節(jié)電流。懸浮斬波電路在PWM信號控制下對電磁鐵產生的電壓為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的電流，存在一定的困難。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術的以上不足，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感參數(shù)在線檢測方法，使之克服現(xiàn)有技術的不足。其方案為:
[0007]一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感在線檢測方法，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:(a)在懸浮電磁鐵正常工作過程中加入一個脈沖寬度調制PWM檢測信號，該信號控制一個橋臂開通占空比為100%，另一個橋臂開通占空比為50%先開后關，(b)在加入PWM檢測電壓周期中，檢測電磁鐵在此PWM電壓下開始時刻電流Ιο、半周期時刻電流I1和周期結束時
刻電流I2，利用系統(tǒng)輸入電壓U和PWM電壓半周期時間Tm,按照公式L
【權利要求】
1.一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電感在線檢測方法，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:(a)在懸浮電磁鐵正常工作過程中加入一個脈沖寬度調制PWM檢測信號，該信號控制一個橋臂開通占空比為100%，另一個橋臂開通占空比為50%先開后關，(b)在加入PWM檢測電壓周期中，檢測電磁鐵在此PWM電壓下開始時刻電流Ιο、半周期時刻電流I1和周期結束時刻電流I2，利用系統(tǒng)輸入電壓U和PWM電壓半周期時間Tm,按照公式
2.根據(jù)權利要求1所述的一種中低速磁浮列車懸浮電磁鐵電阻在線檢測方法，其特征在于:所述對電感值的獲取和計算不依賴與系統(tǒng)電阻或其他值。
【文檔編號】G01R27/26GK103954844SQ201410145549
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權日: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