[发明专利]蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车

权利要求书

1.一种蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，组成部分包括电源、开关磁阻电机控制系统、机车行走部；

其特征在于：

所述电源采用蓄电池，实现电能驱动和控制系统的电源供给；

所述开关磁阻电机控制系统包括开关磁阻电机、检测信号反馈模块、转速控制系统模块、转矩分配模块、PWM脉宽调制模块、IGBT驱动模块、功率转换模块、过载保护模块；

所述开关磁阻电机控制系统设置于所述机车行走部的电机上，且与其连接控制。

2.根据权利要求1所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述机车行走部包括一台双轴的开关磁阻电机、一套开关磁阻电机控制系统、四个轮轴；每个所述轮轴配设一个减速机；

所述开关磁阻电机通过万向转接节与轮轴减速机连接，两个所述轮轴之间通过万向转接节连接；双轴电机两侧的部件组合对称设置。

3.根据权利要求1所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述检测信号反馈模块包括电机电流检测、位置检测和速度检测。

4.根据权利要求3所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述位置检测采用编码器，实现转子位置的检测。

5.根据权利要求3所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述速度检测采用编码器；开关磁阻电机的转子位置检测信号的频率与转速成正比，编码器信号设置标志位，电机每转一圈，控制程序中标志位计数加一，以标志位累加周期计算得到电机转速。

6.根据权利要求1所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：转速控制系统模块的控制结构采用电流调节器和转速调节器双闭环控制，控制规律选用分段比例积分(PI)。

7.根据权利要求6所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述的分段比例积分控制具体过程为：

第一段：缓冲期

设定启动前三秒为缓冲期，该阶段采用小的比例系数和积分时间常数；

第二段：常规期

三秒缓冲期过后，采用常规的比例系数和积分时间常数，直到机车速度达到设定值。

8.根据权利要求1所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述IGBT驱动模块和功率转换模块采用不对称半桥主回路功率变换器。

9.根据权利要求1所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：所述过载保护模块包括过电流保护和过电压保护；过电流保护线路中，当电机相绕组峰值电流大于设定值，关断IGBT；过电压保护线路中，当检测到的电压值大于设定值，控制程序产生故障代码，系统终止运行。

10.根据权利要求1所述的蓄电式开关磁阻电机调速的电力机车，其特征在于：转矩分配模块包括开关角控制和转矩分配函数选择；

所述开关角采用模糊控制，用于降低电机转矩脉冲；

所述转矩分配函数采用直线性转矩分配函数：

式中，T_j(θ)为总转矩大小，T_ref为给定转矩，f_j(θ)为第j相转矩分配函数，τ_r为一个转子角周期，θ_on为开通角，θ_off为原导通相按转矩分配函数设定规律开始减小电磁转矩的起始位置角，θ_ov为相邻两相电流重叠的角度，满足