[发明专利]一种中低速磁浮列车悬浮冗余控制系统

说明书

本发明涉及一种中低速磁浮列车悬浮冗余控制系统，包括设于悬浮架一侧电磁铁上的四个悬浮电磁铁磁极、设于电磁铁两侧的两个悬浮传感器、与四个悬浮电磁铁磁极一一对应连接的四个悬浮斩波器，以及与悬浮斩波器分别连接的悬浮控制器，所述的悬浮控制器与两个悬浮传感器分别连接。与现有技术相比，本发明实用性强，具有提高悬浮系统运行的可靠性和稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，尤其是涉及一种中低速磁浮列车悬浮冗余控制系统。

背景技术

磁浮列车是一种新型的轨道交通运输工具，具有运行噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、安全可靠性高、运营维护成本低、造价低等突出特点。它利用电磁吸力使车体悬浮于轨道之上，列车与轨道之间保持无接触状态，克服了两者间的接触磨损，减小了运行阻力。悬浮控制系统是实现车辆悬浮的执行机构，它根据安装在电磁铁上的悬浮传感器传送过来的悬浮电磁铁与轨道之间的气隙以及电磁铁的垂向运动加速度信号来改变悬浮电磁铁内部电流的大小，从而调节悬浮电磁铁与钢制轨道之间的吸引力，使磁浮列车保持在8～10mm气隙大小的稳定悬浮状态。经过几十年的技术开发，磁浮列车技术已基本成熟，正在逐步走向商业化生产和运营。

目前，中低速磁浮列车车辆走行部采用五悬浮架结构，如图1所示。每个悬浮架上左右两侧各有一个电磁铁，电磁铁两端各装有一个悬浮传感器。每个电磁铁由四个电磁铁磁极构成。如图2所示，第一悬浮电磁铁磁极、第二悬浮电磁铁磁极、第三悬浮电磁铁磁极与第四悬浮电磁铁磁极安装于悬浮架的一侧，第一悬浮电磁铁磁极与第二悬浮电磁铁磁极串联后由前悬浮控制器供电，第三悬浮电磁铁与第四悬浮电磁铁串联后由后悬浮控制器供电，即此悬浮架单侧由四个悬浮电磁铁磁极产生的电磁力实现悬浮。这样的悬浮系统没有实现冗余设计，当第一悬浮电磁铁磁极、第二悬浮电磁铁磁极或前悬浮控制器以及其相关的第一悬浮传感器出现故障时，该悬浮点无法正常悬浮，悬浮架的这一侧将损失一半的悬浮力，该悬浮点对应的支撑滑橇将与轨道发生持续性接触，导致列车减速运行，并在就近车站清客后退出运行，引起列车晚点或取消运行车次，将影响系统可用性指标。同样，当第三悬浮电磁铁磁极、第四悬浮电磁铁磁极或后悬浮控制器以及其相关的第二悬浮传感器出现故障时，该悬浮点无法正常悬浮，悬浮架的这一侧也将损失一半的悬浮力。悬浮系统无冗余设计导致系统的可用性较低，制约了磁浮列车进一步发展和应用。因此，研究一种在任意单个悬浮部件出现故障时，仍能保证出现故障的悬浮架处于悬浮状态的悬浮冗余的控制系统是十分必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种中低速磁浮列车悬浮冗余控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种中低速磁浮列车悬浮冗余控制系统，包括四个悬浮电磁铁磁极、两个悬浮传感器、四个悬浮斩波器和两个悬浮控制器，所述的悬浮电磁铁磁极设于悬浮架一侧的电磁铁上，所述的悬浮传感器设于电磁铁两侧，所述的悬浮斩波器的一端与所述的悬浮电磁铁磁极一一对应连接，另一端与两个悬浮控制器分别连接，所述的悬浮控制器与两个悬浮传感器分别连接。

优选地，所述的悬浮电磁铁磁极包括第一悬浮电磁铁磁极、第二悬浮电磁铁磁极、第三悬浮电磁铁磁极和第四悬浮电磁铁磁极；所述的悬浮斩波器包括第一悬浮斩波器、第二悬浮斩波器、第三悬浮斩波器和第四悬浮斩波器。

优选地，所述的第一悬浮斩波器与第一悬浮电磁铁磁极连接，构成第一悬浮主回路；所述的第二悬浮斩波器与第二悬浮电磁铁磁极连接，构成第二悬浮主回路；所述的第三悬浮斩波器与第三悬浮电磁铁磁极连接，构成第三悬浮主回路；所述的第四悬浮斩波器与第四悬浮电磁铁磁极连接，构成第四悬浮主回路。

优选地，在正常工作时，所述的第一悬浮控制器和第二悬浮控制器根据悬浮传感器的感应信号产生两路冗余的控制电流信号，并分别传送至四个悬浮斩波器；第一悬浮斩波器、第二悬浮斩波器、第三悬浮斩波器和第四悬浮斩波器各自在两路冗余的控制电流信号选择其一，生成电磁铁驱动电流，电磁铁产生的电磁力使悬浮架保持稳定悬浮。