悬浮控制系统及磁浮列车的制作方法

文档序号:11374397阅读:252来源:国知局

本发明涉及车辆技术领域,更具体地说,涉及一种悬浮控制系统,还涉及一种包含上述悬浮控制系统的磁浮列车。



背景技术:

磁浮列车作为一种新型地面交通工具,已经在实践中得到了成功的应用。磁悬浮车是利用磁铁同性相斥,异性相吸的原理产生悬浮力,将车体悬浮在轨道之上,它彻底甩掉了几千年来地面运输车辆不可缺少的车轮及相应的传动机构,与轨道机械接触。从高速磁浮列车启动那一刻开始,就需要将车体悬浮,并在整个运行过程中列车就要求稳定安全的运行,依靠悬浮控制器实现列车悬浮,因此悬浮控制电磁铁的工作特性及悬浮的控制器是个值得仔细研究的问题。

现有的悬浮控制系统一般包括两个悬浮控制器,即第一悬浮控制器和第二悬浮控制器,以分别控制第一电磁铁和第二第二电磁铁,一般是将一个悬浮电磁铁前后分成两段,。每个悬浮控制器由控制板、驱动板和igbt等部件组成。控制板收到相应电磁铁的监测传感器的监测信号,具体如悬浮传感器信号、电流传感器信号,经过控制运算得到控制电流的目标值,并将电流目标值以pwm信号(电流控制指令)的形式发送给驱动板,由驱动板控制igbt模块输出目标电流,完成闭环控制过程。当控制板、驱动板、igbt等任意部件发生单点故障时,都可能导致控制失效和掉点,而一旦控制失效,则很容易导致该段悬浮铁无法被控制,进而存在行走故障。

综上所述,如何有效地解决当磁浮列车发生单点故障时可能导致控制失效和掉点问题,是目前本领域技术人员急需解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的第一个目的在于提供一种悬浮控制系统,该悬浮控制系统可以有效地解决当磁浮列车发生单点故障时可能导致控制失效和掉点问题,本发明的第二个目的是提供一种包括上述悬浮控制系统的磁浮列车。

为了达到上述第一个目的,本发明提供如下技术方案:

一种悬浮控制系统,包括用于控制第一电磁铁的第一控制器和用于控制第二电磁铁的第二控制器,所述第一控制器的第一控制板与所述第二电磁铁建立控制连接,并在判定所述第二控制器失去控制能力时,所述第一控制板能够根据所述第二电磁铁的监测传感器的监测信号对所述第二电磁铁进行控制。

优选地,所述第二控制器的第二控制板与所述第一电磁铁建立控制连接,并在判定所述第一控制器失去控制能力时,所述第二控制板能够根据所述第一电磁铁的监测传感器的监测信号对所述第一电磁铁进行控制。

优选地,所述第一控制器包括信号接收端均与所述第一控制板连接的两组第一驱动组件,一组所述第一驱动组件的信号输出端与第一电磁铁连接,另一组所述第一驱动组件的信号输出端与所述第二电磁铁连接;所述第二控制器包括信号接收端均与所述第二控制板连接的两组第二驱动组件,一组所述第二驱动组件的信号输出端与第一电磁铁连接,另一组所述第二驱动组件的信号输出端与所述第二电磁铁连接。

优选地,还包括连接在第一控制板与所述第二控制板之间的心跳信号线,所述第一控制板在未接收到所述第二控制板的心跳信号后,即判定为所述第二控制器失去控制能力,所述第二控制板在未接收到所述第一控制板的心跳信号后,即判定所述第一控制器失去控制能力。

优选地,具有两个所述心跳信号线。

优选地,所述第一驱动组件包括用于从所述第一控制板处接收电流控制指令的第一驱动板和在所述第一驱动板控制下向外发出目标电流的igbt模块;所述第二驱动组件包括用于从所述第二控制板处接收电流控制指令的第二驱动板和在所述第二驱动板控制下向外发出目标电流的igbt模块。

本发明提供的一种悬浮控制系统,具体的该悬浮控制器包括第一电磁铁、第二电磁铁、第一控制器、第二控制器和监测传感器,其中监测传感器具有两个,以分别对第一电磁铁和第二电磁铁进行监控。该第一控制器的第一控制板还与第二电磁铁建立控制连接,且该第一控制板应当在判定第二控制器失去控制能力时,此时第一控制板能够根据第二电磁铁的监测传感器的监测信号对第二电磁铁进行控制,即形成对第二电磁铁的监管,以保证第二电磁铁能够正常运行。

根据上述的技术方案,可以知道,在应用该悬浮控制系统时,在运行中,当第二控制器失去控制能力时,此时第一控制器则会在判定第二控制器失去控制能力后,接管第二电磁铁,并根据第二电磁铁的监测传感器的监测信号对第二电磁铁进行控制,以保证第二电磁铁进行正常悬浮。在该悬浮控制系统中,将其它电磁铁的控制器与该电磁铁进行控制连接,以当该电磁铁的控制器失去控制能力时,促使其它电磁铁的控制器同时对该电磁铁的控制器进行控制,以争取短期内保持该电磁铁正常悬浮,以能够行驶至车站或维修站,进行维修,并有效地保证了紧急情况下,磁浮列车的正常运行。综上所述,该悬浮控制系统能够有效地解决当磁浮列车发生单点故障时可能导致控制失效和掉点的问题。

为了达到上述第二个目的,本发明还提供了一种磁浮列车,该磁浮列车包括上述任一种悬浮控制系统。由于上述的悬浮控制系统具有上述技术效果,具有该悬浮控制系统的磁浮列车也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的悬浮控制系统的结构示意图。

附图中标记如下:

第一电磁铁1、第二电磁铁2、第一控制器3、第二控制器4、监测传感器5、心跳信号线6、第一控制板31、第二控制板41、第一驱动板32、第二驱动板42、。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种悬浮控制系统,以有效地解决当磁浮列车发生单点故障时可能导致控制失效和掉点问题。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,图1为本发明实施例提供的悬浮控制系统的结构示意图。

在一种具体实施例中,本实施例提供了一种悬浮控制系统,应用于磁浮列车上,实现对磁浮列车的电磁铁进行控制。具体的该悬浮控制器包括第一电磁铁1、第二电磁铁2、第一控制器3、第二控制器4和监测传感器5,其中监测传感器5具有两个,以分别对第一电磁铁1和第二电磁铁2进行监控。此处需要说明的是,其中第一电磁铁1和第二电磁铁2可以是分离的两段电磁铁,还可以分别是一段电磁铁的前半段电磁铁和后半段电磁铁,在此不做具体限定,可以根据实际需要进行相应的安装。

其中第一控制器3通过第一电磁铁1的监测传感器5的监测信号,控制第一电磁铁1,其中第二控制器4通过第二电磁铁2的监测传感器5的监测信号,控制第二电磁铁2。具体的,监测传感器5监测电磁铁的哪些信息,以及控制器根据这些信息怎么控制电磁铁,均可以参考现有技术中,一般的,是通过监测传感器5监测对应电磁铁后,生成相应的悬浮传感器信号,而控制器根据悬浮传感器信号,综合电流传感器信号后,进过自身的控制运算得到控制路电流的目标值,并向电磁铁输出目标电流。

其中第一控制器3一般包括第一控制板31和第一驱动组件,由第一控制板31根据悬浮传感器信号、电流传感器信号计算电流目标值,然后以电流控制指令(pwm)的形式发送给第一驱动组件,第一驱动组件将电流控制指令转换成目标电流。相应的,一般的,第二控制器4一般也包括第二控制板41和第二驱动组件,由第二控制板41根据悬浮传感器信号、电流传感器信号计算电流目标值,然后以电流控制指令(pwm)的形式发送给第二驱动组件,第二驱动组件将电流控制指令转换成目标电流。需要说明的是,此处以及下文中,“第一”、“第二”等编号,目的仅仅在于区分各个部件而设定编号前缀,并非在于排序,也并非在于限定其内部结构、连接关系等实质内容。

在本实施例中,该第一控制器3的第一控制板31还与第二电磁铁2建立控制连接,即根据需要,第一控制板31能够向第二电磁铁2发出控制信号,以对第二电磁铁2进行控制。具体的,该第一控制板31应当在判定第二控制器4失去控制能力时,此时第一控制板31能够根据第二电磁铁2的监测传感器5的监测信号对第二电磁铁2进行控制。即形成对第二电磁铁2的监管,以保证第二电磁铁2能够正常运行。此处需要说明的是,具体怎么判断第二控制器4失去控制能力时,可以仅仅在第一控制板31上设置第二电磁铁2控制响应按钮,当该响应按钮响应时,则判定为第二控制器4失去控制能力,而响应按钮的响应可以由工作人员来控制。还需要说明的是,当控制器的任何部分出现故障而导致无法进行悬浮控制时,此时则认为该控制器失去控制能力。

在本实施例中,在应用该悬浮控制系统时,在运行中,当第二控制器4失去控制能力时,此时第一控制器3则会在判定第二控制器4失去控制能力后,接管第二电磁铁2,并根据第二电磁铁2的监测传感器5的监测信号对第二电磁铁2进行控制,以保证第二电磁铁2进行正常悬浮。在该悬浮控制系统中,将其它电磁铁的控制器与该电磁铁进行控制连接,以当该电磁铁的控制器失去控制能力时,促使其它电磁铁的控制器同时对该电磁铁的控制器进行控制,以争取短期内保持该电磁铁正常悬浮,以能够行驶至车站或维修站,进行维修,并有效地保证了紧急情况下,磁浮列车的正常运行。综上所述,该悬浮控制系统能够有效地解决当磁浮列车发生单点故障时可能导致控制失效和掉点的问题。

进一步的,考虑到任一个控制器都可能存在失去控制能力的情况,基于此,此处优选,第二控制器4的第二控制板41与第一电磁铁1也建立控制连接,且第二控制板41在判定第一控制器3失去控制能力时,第二控制板41能够根据第一电磁铁1的监测传感器5的监测信号对第一电磁铁1进行控制,以接管第一电磁铁1,即通过第二控制板41,保证第一电磁铁1的正常运行。

进一步的,此处优选,第一控制器3内设置有两组第一驱动组件,且这两组第一驱动组件的信号接收端均与第一控制板31连接,以分别接收第一控制板31的电流控制指令。而这两组第一驱动组件中:一组第一驱动组件的信号输出端与第一电磁铁1连接,以能够对第一电磁铁1进行控制;而另一组第一驱动组件的信号输出端与第二电磁铁2连接,以能够对第二电磁铁2进行控制。同样的,也优选该第二控制器4包括两组第二驱动组件,且该两组第二驱动组件的信号接收端均与第二控制板41连接,以分别接收第二控制板41的电流控制指令。而这两组第二驱动组件中:一组第二驱动组件的信号输出端与第一电磁铁1连接,以能够对第一电磁铁1进行控制;而另一组第二驱动组件的信号输出端与第二电磁铁2连接,以能够对第二电磁铁2进行控制。通过设置两个驱动组件,这是考虑到,在控制器失去控制能力时,也可能是因为驱动组件的损坏而导致的,基于此,分别设置两组驱动组件,能够有效地保证,接管效果,以有效地保证对应的电磁铁能够正常运行。需要说明的是,其中第一驱动组件可以是包括用于从第一控制板31处接收电流控制指令的第一驱动板32和在第一驱动板32控制下向外发出目标电流的igbt模块;而相应的,也可以使第二驱动组件包括用于从第二控制板41处接收电流控制指令的第二驱动板42和在所述第二驱动板42控制下向外发出目标电流的igbt模块。

进一步的,此处优选还包括连接在第一控制板31与所述第二控制板41之间的心跳信号线6,第一控制板31在未接收到所述第二控制板41的心跳信号后,即判定为所述第二控制器4失去控制能力,第二控制板41在未接收到所述第一控制板31的心跳信号后,即判定第一控制器3失去控制能力。通过心跳信号线6,使控制板之间进行相互监控,避免工作人员的监控,不仅有效地保证快速响应,还大大降低人力成本。需要说明的是,其中第一控制板31和第二控制板41应当均会在失去控制能力后,停止向外发出心跳信号。为了传输效果,此处优选设置有两根心跳信号线6,以进行心跳传输,避免其中一根心跳线出现失效的情况,而无法进行监测。其中心跳信号指的是,一定的频率向外发出的电波信号。

基于上述实施例中提供的一种悬浮控制系统,本发明还提供了一种磁浮列车,该磁浮列车包括上述实施例中任意一种悬浮控制系统。由于该磁浮列车采用了上述实施例中的悬浮控制系统,所以该磁浮列车的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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