專利名稱：一種機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在軌道機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的對(duì)機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制的 模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
交流永磁同步電機(jī)具有體積小、效率高、轉(zhuǎn)矩電流比高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低等優(yōu)點(diǎn)。交流 永磁同步電機(jī)在機(jī)車動(dòng)力轉(zhuǎn)向架中用作牽引電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)齒輪單軸直接驅(qū)動(dòng)，提高了牽 引系統(tǒng)的機(jī)械效率和電氣效率。另外，永磁電機(jī)勵(lì)磁磁場(chǎng)與電樞電流有著固定的相位關(guān)系， 控制相對(duì)傳統(tǒng)的交流異步電機(jī)簡(jiǎn)單。這些優(yōu)點(diǎn)使永磁同步電機(jī)成為牽引電機(jī)的一個(gè)新的發(fā) 展方向。在軌道交通運(yùn)輸中，機(jī)車動(dòng)輪和鋼軌之間的粘著力是驅(qū)動(dòng)機(jī)車運(yùn)行的最終動(dòng)力。良 好的粘著力可以有效提高機(jī)車的加速性能，縮短制動(dòng)距離，減少機(jī)車空轉(zhuǎn)和滑行。因此，需 要設(shè)置一種模擬系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)粘著最優(yōu)控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，以 便設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的用于軌道交通運(yùn)輸?shù)尿?qū)動(dòng)系統(tǒng)，有效提高實(shí)際應(yīng)用中機(jī)車的加速 性能，縮短制動(dòng)距離，減少機(jī)車空轉(zhuǎn)與滑行。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種機(jī)車永磁電機(jī)粘 著控制模擬系統(tǒng)，包括控制器、功率驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、交流電源、整流電路、三相逆 變電路、永磁電動(dòng)機(jī)和光電編碼器，所述交流電源依次通過(guò)整流電路和三相逆變電路連接至永磁電動(dòng)機(jī)；所述控制器通過(guò)所述功率驅(qū)動(dòng)電路連接至所述三相逆變電路的控制端；所述三相逆變電路的輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路反饋到控制器；所述永磁電動(dòng)機(jī)的輸出軸上連接機(jī)車小輪，與機(jī)車小輪相嚙合的機(jī)車大輪設(shè)置在 軌道上；所述機(jī)車大輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置用于檢測(cè)機(jī)車大輪轉(zhuǎn)速的光電編碼器，所述光電編 碼器與所述控制器連接。作為優(yōu)選，本實(shí)用新型還包括多個(gè)設(shè)置在機(jī)車大輪上的質(zhì)量塊。作為優(yōu)選，所述控制器為DSP芯片。作為優(yōu)選，所述DSP芯片的型號(hào)為TMS320F2812。作為優(yōu)選，所述機(jī)車大輪的直徑是機(jī)車小輪直徑的5倍。作為優(yōu)選，所述機(jī)車大輪和機(jī)車小輪均采用65Mn鋼制成。作為優(yōu)選，所述永磁電動(dòng)機(jī)為永磁同步電動(dòng)機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于根據(jù)本實(shí)用新型的機(jī)車永磁電機(jī) 粘著控制模擬系統(tǒng)可以模擬對(duì)機(jī)車永磁電機(jī)粘著力的控制，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的軌道車 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而可以有效提高實(shí)際應(yīng)用中的機(jī)車的加速性能，縮短制動(dòng)距離，減少機(jī)車空轉(zhuǎn)
3和滑行，從而減少故障的可能性，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

圖1為本實(shí)用新型的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)的實(shí)施例的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,標(biāo)記說(shuō)明1-交流電源3_三相逆變電路5-光電編碼器7-功率驅(qū)動(dòng)電路9-控制器11-機(jī)車大輪
2-整流電路 4-永磁電動(dòng)機(jī) 6-電流檢測(cè)電路 8-其他外圍電路 10-機(jī)車小輪 12-軌道
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用 新型的限定。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，包 括控制器9、功率驅(qū)動(dòng)電路7、電流檢測(cè)電路6、交流電源1、整流電路2、三相逆變電路3、永 磁電動(dòng)機(jī)4和光電編碼器5。所述交流電源1依次通過(guò)整流電路2和三相逆變電路3連接 至永磁電動(dòng)機(jī)4。所述控制器9通過(guò)所述功率驅(qū)動(dòng)電路7連接至所述三相逆變電路3的控 制端。所述三相逆變電路3的輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路6反饋到控制器9。所述永磁電動(dòng)機(jī)4 的輸出軸上連接機(jī)車小輪10，與機(jī)車小輪10相嚙合的機(jī)車大輪11設(shè)置在軌道12上。所述 機(jī)車大輪11的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置用于檢測(cè)機(jī)車大輪11轉(zhuǎn)速的光電編碼器5，所述光電編碼器 5與所述控制器9連接，所述光電編碼器5為10000線的光電編碼器，以保證速度檢測(cè)的精 度。本實(shí)施例的控制器9采用型號(hào)為TMS320F2812的DSP (數(shù)字信號(hào)處理)芯片，其強(qiáng) 大的信號(hào)處理能力是伺服系統(tǒng)獲得高性能的基礎(chǔ)。TMS320F2812DSP控制器主要有128MB的 Flash存儲(chǔ)器，4KB的引導(dǎo)ROM，數(shù)字運(yùn)算表以及2KB的0TPR0M等。功率驅(qū)動(dòng)電路7、電流檢 測(cè)電路6、交流電源1、整流電路2、三相逆變電路3采用集成的ACPM750v3. 3交流功率模塊， 其功率單元的高度集成及內(nèi)部具有的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能，增強(qiáng)了伺服系統(tǒng)的可靠性。集成的 ACPM750v3. 3交流功率模塊主要包括400VDC、4A、24KHz開關(guān)頻率的3相IGBT (絕緣柵雙 極性晶體管)逆變器；兩路交流電流檢測(cè)裝置；正交編碼脈沖輸入電路；霍爾傳感器輸入； RS-232串口通訊接口以及短路、過(guò)電流、過(guò)電壓、高溫、邏輯斷電保護(hù)電路等。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述機(jī)車大輪11的直徑是機(jī)車小輪10直徑的 5倍。且所述機(jī)車大輪11和機(jī)車小輪10均采用65Mn鋼制成。作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型還包括多個(gè)設(shè)置在機(jī)車大輪11 上的質(zhì)量塊。質(zhì)量塊優(yōu)選為8個(gè)，且8個(gè)質(zhì)量塊設(shè)計(jì)為兩個(gè)半塊形式，便于安裝和拆卸。多 個(gè)質(zhì)量塊的設(shè)置用于在機(jī)車大輪11上加減質(zhì)量塊以模擬機(jī)車上載重量的變化，適應(yīng)系統(tǒng) 對(duì)不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的要求。[0031]本實(shí)用新型的控制器上還可以根據(jù)實(shí)際的需要設(shè)置其他接口以及與控制器連接 的外圍電路8。本實(shí)施例的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)可以模擬對(duì)機(jī)車永磁電機(jī)粘著力的 控制，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的軌道車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而可以有效提高實(shí)際應(yīng)用中的機(jī)車的加 速性能，縮短制動(dòng)距離，減少機(jī)車空轉(zhuǎn)和滑行，從而減少故障的可能性，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍 內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、功率驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、交流電源、整流電路、三相逆變電路、永磁電動(dòng)機(jī)和光電編碼器，所述交流電源依次通過(guò)整流電路和三相逆變電路連接至永磁電動(dòng)機(jī)；所述控制器通過(guò)所述功率驅(qū)動(dòng)電路連接至所述三相逆變電路的控制端；所述三相逆變電路的輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路反饋到控制器；所述永磁電動(dòng)機(jī)的輸出軸上連接機(jī)車小輪，與機(jī)車小輪相嚙合的機(jī)車大輪設(shè)置在軌道上；所述機(jī)車大輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置用于檢測(cè)機(jī)車大輪轉(zhuǎn)速的光電編碼器，所述光電編碼器與所述控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器 為DSP芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP芯片 的型號(hào)為TMS320F2812。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)車大 輪的直徑是機(jī)車小輪直徑的5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)車大 輪和機(jī)車小輪均采用65Mn鋼制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述永磁電 動(dòng)機(jī)為永磁同步電動(dòng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè) 設(shè)置在機(jī)車大輪上的質(zhì)量塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)，包括控制器、功率驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、交流電源、整流電路、三相逆變電路、永磁電動(dòng)機(jī)和光電編碼器，交流電源通過(guò)整流電路和三相逆變電路連接至永磁電動(dòng)機(jī)；控制器通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)電路連接至三相逆變電路；三相逆變電路的輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路反饋到控制器；永磁電動(dòng)機(jī)連接機(jī)車小輪，與機(jī)車小輪相嚙合的機(jī)車大輪設(shè)置在軌道上；機(jī)車大輪上設(shè)置用于檢測(cè)機(jī)車大輪轉(zhuǎn)速的光電編碼器，光電編碼器與控制器連接。根據(jù)本實(shí)用新型的機(jī)車永磁電機(jī)粘著控制模擬系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的軌道車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以有效提高機(jī)車的加速性能，縮短制動(dòng)距離，減少機(jī)車空轉(zhuǎn)和滑行，從而減少故障的可能性。
文檔編號(hào)H02P6/00GK201708752SQ201020206998
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者張桂林, 梅洛勤 申請(qǐng)人:安徽明騰永磁機(jī)電設(shè)備有限公司