混合励磁导向系统的导向控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种混合励磁导向系统的导向控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的发展，人们越来越多的建设高层和超高层大楼，比如，阿拉伯联合 酋长国的迪拜塔总高828米，共162层；沙特阿拉伯王国的麦加皇家钟塔饭店高601米，共 95层；上海中心大厦高632米，共125层；台北101金融中心高509米，共106层；马来西亚 首都的双峰塔高457米，共88层。目前还有多个摩天大楼处在规划和建设阶段。随着楼层 高度的不断增加，需要配置高速电梯，传统的机械导轮或滑靴接触导向方式已不满足实际 运行的需要：受到导靴摩擦力限制，轿厢运行速度难以大幅提高；在高速运行过程中，导靴 磨损严重，维护量大；由于偏差和错位引起的振动和噪声影响了乘坐的舒适性等。基于此， 人们又提出了非接触型电磁导轨，通过电磁力无磨损的导向，无需润滑油，和传统机械导向 系统相比，由于无摩擦运行，电梯可以运行在更高的速度，同时，通过电磁调节控制导向系 统的阻尼率，可以大幅改善乘坐舒适性。申请公布号为CN102689830A的中国发明专利"磁 悬浮电梯导向系统及其控制方法"，公布了一种利用U型电磁铁实现非接触的磁悬浮导向装 置及电梯系统，该发明采用8个对角布置的电磁导向装置来保持轿厢状态，虽然实现了非 接触导向运行，但其所用电磁铁数量多、占用空间大、控制复杂，控制电流大，电能损耗大。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足提出一种解决混合悬浮导向系统 的非接触导向调节的混合励磁导向系统的导向控制方法。
[0004] 本发明的技术方案如下：一种混合励磁导向系统的导向控制方法，其中所述混合 励磁导向系统主要由永磁及电励磁控制绕组构成的动子导向组件和定子方形轨道构成，永 磁产生固有偏置磁场，两个独立的永磁及电励磁控制绕组产生调节磁场，永磁场和电流调 节磁场共同与定子方形轨道作用产生导向控制力；两个控制绕组同时通入同向同值电流产 生X向电磁力，同时通入异向同值电流产生Y向电磁力，两个控制绕组的电流大小和方向的 不同组合，实现动子导向组件的X向和Y向位移控制；该混合励磁导向系统的导向控制方法 的实现步骤如下：
[0005] 步骤1 :基于有限元分析计算得到动子导向组件X向位移对应的X向电磁力与X 向控制电流Ix之间的"X向位移一Ix电流"映射关系，以及Y向位移对应的Y向电磁力与 Y向控制电流Iy之间的"Y向位移一Iy电流"映射关系；
[0006] 步骤2 :通过位移传感器获得动子导向组件的X向位移和Y向位移；
[0007] 步骤3 :根据X向位移和Y向位移的大小，将X向位移和Y向位移的控制电流解耦， 由"X向位移一Ix电流"映射关系得到动子导向组件X向位移时在两个控制绕组中通入电
【主权项】
1. 一种混合励磁导向系统的导向控制方法，其特征在于：其中所述混合励磁导向系统 主要由永磁及电励磁控制绕组构成的动子导向组件和定子方形轨道构成，永磁产生固有偏 置磁场，两个独立的永磁及电励磁控制绕组产生调节磁场，永磁场和电流调节磁场共同与 定子方形轨道作用产生导向控制力；两个控制绕组同时通入同向同值电流产生X向电磁 力，同时通入异向同值电流产生Y向电磁力，两个控制绕组的电流大小和方向的不同组合， 实现动子导向组件的X向和Y向位移控制；该混合励磁导向系统的导向控制方法的实现步 骤如下： 步骤1 :基于有限元分析计算得到动子导向组件X向位移对应的X向电磁力与X向控 制电流Ix之间的"X向位移一 Ix电流"映射关系，以及Y向位移对应的Y向电磁力与Y向 控制电流Iy之间的"Y向位移一 Iy电流"映射关系； 步骤2 :通过位移传感器获得动子导向组件的X向位移和Y向位移； 步骤3 :根据X向位移和Y向位移的大小，将X向位移和Y向位移的控制电流解親，由 "X向位移一Ix电流"映射关系得到动子导向组件X向位移时在两个控制绕组中通入电流 矩阵为^，以及由"Y向位移一Iy电流"映射关系得到动子导向组件Y向位移时在两个 _ X _ 「A.1 控制绕组中通入电流矩阵为τ ，其中，Ix和Iy均为电流绝对值； 步骤4 :根据X向位移和Y向位移的方向性，确定X向控制电流Ix的极性系数Xa，以及 Y向控制电流Iy的极性系数Ya，Xa和Ya的取值集合为{1，-1}; 步骤5 :将X向位移控制电流叠加到Y向位移控制电流，最终获得两个控制绕组中实际 应通入的合成电流矩阵为： L 厶」 1_·Λ·」|_Ζ」 、
一 一·. 一 Z 步骤6 :将Il和12作为电流给定值，通过电流控制器控制逆变器中的功率管，实现两 个控制绕组中的电流控制，进而实现动子导向组件的导向控制。
【专利摘要】本发明涉及一种混合励磁导向系统的导向控制方法，目的是解决混合悬浮导向系统的非接触导向调节。该方法中混合励磁导向系统为永磁、电励磁控制绕组构成的动子导向组件和定子方形轨道构成，永磁产生固有偏置磁场，两个独立的控制绕组产生调节磁场，永磁场和电流调节磁场共同与定子方形轨道作用产生导向控制力。两个控制绕组同时通入同向同值电流产生X向电磁力，同时通入异向同值电流产生Y向电磁力，两个控制绕组的电流大小和方向的不同组合，通过电流控制器实现动子导向组件的X向和Y向位移控制。本发明提出一种解决混合悬浮导向系统的非接触导向调节的混合励磁导向系统的导向控制方法。
【IPC分类】F16C32-04, B66B7-02
【公开号】CN104728265
【申请号】CN201510148941
【发明人】许孝卓, 杜宝玉, 封海潮, 司纪凯, 汪旭东, 刘亚平, 师宇飞
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月1日