[发明专利]一种高铁用高速开关磁阻电机控制系统

说明书

一种高铁用高速开关磁阻电机控制系统，它包括司机室控制器、开关磁阻电机控制器、功率电路、开关磁阻电机本体、光耦合器和高铁传动系统，司机室控制器给定电机参考转速，开关磁阻电机控制器是整个控制系统的核心，通过检测信号判断电机当前的位置、转速信号和电流并按照高铁运行需求对开关磁阻电机控制系统进行调节控制，开关磁阻电机本体根据开关磁阻电机控制器发出的控制指令驱动高铁传统系统按照司机室控制器的给定指令需求运行，本发明提供一种高铁用高速开关磁阻电机控制系统，它不仅能提升对高铁牵引电机控制的快速性、定位精确度、可靠性，同时降低牵引电机的成本。

技术领域

本发明属于电子设备领域，尤其是用于高铁的开关磁阻电机控制系统。

背景技术

高铁作为城市轨道交通系统的重要组成部分，而其牵引传动系统在某种程度上决定了高铁的动力品质、能耗和控制特性，同时也影响着高铁的可靠性、经济性与舒适性，牵引传动系统是高铁节能升级的关键所在。当前高铁采用的鼠笼式异步电机传动系统，由于异步电动机起动转矩较小，起动电流冲击大，效率和功率因数较低，而且效率和功率因数在低负载率运行时会变得更低，所以造成电能浪费很严重。而当前用于较多的永磁牵引传动技术，目前部分产品已投入运营使用。然而永磁材料抗震能力差，容易受温度影响，存在高温或偶尔出现短路电流而产生的去磁的危险，可靠性稍差，且价格较贵。而开关磁阻电动机(SwitchedReluctanceMotor，缩写为SR电动机)驱动系统启动转矩大、起动电流小、可重载起动，结构简单、运行可靠、高效，可四象限运行，具有串励直流电机的输出特性，同时电机成本低，更适合用作有轨电车牵引传动系统。

为了保证高铁安全稳定的运行，防止意外事故的发生，就必须要对其快速、可靠、准确的定位以及控制。

发明内容

本发明提供一种高铁用高速开关磁阻电机控制系统，它不仅能提升对高铁牵引电机控制的快速性、定位精确度、可靠性，同时降低牵引电机的成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种高铁用高速开关磁阻电机控制系统，它包括它包括司机室控制器、开关磁阻电机控制器、功率电路、开关磁阻电机本体、光耦合器和高铁传动系统。

司机室控制器与开关磁阻电机控制器连接，开关磁阻电机控制器分别与功率电路、光电耦合器连接，功率电路和光电耦合器与开关磁阻电机本体SRM连接，开关磁阻电机本体SRM与高铁传动系统连接。

一种高铁用高速开关磁阻电机控制系统运行流程如下：

（1）首先司机室控制器给定开关磁阻电机控制系统参考转速信号。

（2）光耦合器实时检测开关磁阻电机本体转子运行的转速和位置并传送给开关磁阻电机控制器进行转子位置和转速计算。

（3）开关磁阻电机控制器是整个控制系统的核心，控制器采用TI公司生产的32位高性能数字信号处理器(DSP)TMS320F2812，它通过检测信号判断电机当前的位置、转速信号和电流并按照高铁运行需求对开关磁阻电机控制系统进行调节控制，对于高铁传统系统，低速时需要恒牵引力快速起动加速，高速时恒功率运行，且调速范围较宽，对此，可以选择电流斩波控制CCC和角度位置控制APC组合的控制方式，使开关磁阻电机本体运行转速实时满足司机室控制器给定的开关磁阻电机控制系统参考转速信号。

（4）功率电路包括驱动和保护电路，根据开关磁阻电机控制器发出信号控制功率开关元件安全可靠地导通或关断，并起到隔离强电电路和弱电电路的作用。

（5）最终开关磁阻电机本体根据开关磁阻电机控制器发出的控制指令驱动高铁传统系统按照司机室控制器的给定指令需求运行。

本发明能适用于高铁牵引电机，它不仅能提升对高铁牵引电机控制的快速性、定位精确度、可靠性，同时降低牵引电机的成本。

附图说明