專利名稱：一種用于軌道交通的直線電機(jī)性能檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對直線電機(jī)性能檢測的裝置。
背景技術(shù)：
直線電機(jī)(LIM)軌道交通系統(tǒng)是介于傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)與磁懸浮系統(tǒng)之間的一種方案，目前已經(jīng)在世界上的9個(gè)城市中得到了實(shí)際應(yīng)用。對直線電機(jī)軌道交通系統(tǒng)而言，直線電機(jī)綜合試驗(yàn)檢測系統(tǒng)研究是城市直線電機(jī)軌道交通系統(tǒng)研究的重要組成部分，為直線電機(jī)軌道交通的發(fā)展起著巨大的支撐和推動(dòng)作用。由經(jīng)驗(yàn)可知，要發(fā)展新型制式的軌道交通必須要建立相應(yīng)的試驗(yàn)檢測系統(tǒng)，通過試驗(yàn)檢測來發(fā)現(xiàn)問題、驗(yàn)證問題、解決問題，為最終確定樣機(jī)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。
直線電機(jī)牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)主要可分為兩個(gè)方面一是基于提高直線牽引感應(yīng)電機(jī)效率的優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是要求在一定的制約條件下，如何合理地確定LIM的各種參數(shù)；二是LIM的高性能控制，但傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)異步電機(jī)互饋試驗(yàn)臺(tái)卻無法準(zhǔn)確深入地對它們進(jìn)行測試。中國廣州地鐵四、五、六號(hào)線、北京機(jī)場線等線路已經(jīng)決定采用直線電機(jī)牽引技術(shù)，但目前的直線電機(jī)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)不能真實(shí)可靠地檢測直線電機(jī)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)不能真實(shí)可靠地檢測直線電機(jī)軌道交通運(yùn)行狀態(tài)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下采用短初級(jí)長次級(jí)的連接方法將第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)安裝在第一輛小車上，第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)安裝在第二輛小車上，次級(jí)反應(yīng)板安裝在軌道上；第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)和第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)用一個(gè)剛性連軸器連接，第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)和第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)，一個(gè)作為牽引電機(jī)，另一個(gè)作為負(fù)載電機(jī)；帶速度傳感器的車輪其傳感器與第一臺(tái)變流器組和第二臺(tái)變流器組中的DSP板相連。
軌道安裝在支撐架上，第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)、第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)和第二臺(tái)變流器組、第一臺(tái)變流器組分別安裝在第二輛小車和第一輛小車上。
第一臺(tái)變流器組的交流端A11、B11、C11分別與第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)A1、B1、C1相連，第一臺(tái)變流器組的直流端與四象限變流器的輸出端相連；第二臺(tái)變流器組的交流端A11、B11、C11與第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)A1、B1、C1相連，第二臺(tái)變流器組的直流端與四象限變流器的輸出端相連；四象限變流器的交流端接電源A、B、C三相。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1同軸連接的兩套“變流器組-直線電機(jī)”分別由兩塊數(shù)字信號(hào)處理(DSP)板控制(兩個(gè)DSP控制板通過人機(jī)界面PC機(jī)控制)，一臺(tái)作為牽引電機(jī)，另一臺(tái)作為負(fù)載電機(jī)，牽引電機(jī)變流機(jī)組的直流部分和負(fù)載電機(jī)變流機(jī)組的直流部分彼此相連，采用能量互饋的方式，使能量在兩個(gè)變流機(jī)組內(nèi)部流動(dòng)，因此整個(gè)系統(tǒng)的能量消耗僅僅是兩臺(tái)直線電機(jī)內(nèi)部的損耗以及變流器的損耗，能量利用率得到大大提高；同時(shí)可以利用小功率等級(jí)的供電電源來試驗(yàn)大功率等級(jí)的傳動(dòng)機(jī)組，而不需要對電源進(jìn)行擴(kuò)容改造。
2.本套試驗(yàn)臺(tái)中完全相同的兩套“變流器組-電機(jī)”的功能和角色可以互換，可以互為被試件，一次安裝可以完成兩套裝置的測試，提高了測試試驗(yàn)的工作效率。
3.與旋轉(zhuǎn)直線電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)相比，本套試驗(yàn)臺(tái)可以完全真實(shí)地模擬直線電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，通過采用高性能的控制方式，能夠真實(shí)準(zhǔn)確地模擬系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載時(shí)的各種動(dòng)靜態(tài)特征和機(jī)車的調(diào)節(jié)特性，根據(jù)真實(shí)的模擬結(jié)果可以更準(zhǔn)確地對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
4.本套試驗(yàn)臺(tái)可以方便地把軌道次級(jí)改為分段方式，這樣列車可以在感應(yīng)電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等不同運(yùn)行形式下進(jìn)行模擬測試。


圖1是用于軌道交通的直線電機(jī)性能檢測裝置示意圖。
圖2是用于軌道交通的直線電機(jī)性能檢測裝置電路圖。
圖中四象限脈沖整流器1、第一臺(tái)變流器組2、第二臺(tái)變流器組3、第二輛小車4、第一輛小車5、第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)6、第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)7、軌道8、剛性連接器9、車輪10、直線電機(jī)的次級(jí)反應(yīng)板11。
具體實(shí)施例方式
以附圖為實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明本發(fā)明是通過互饋系統(tǒng)原理來建立一種研究直線電機(jī)牽引傳動(dòng)技術(shù)的試驗(yàn)平臺(tái)。
一種用于軌道交通的直線電機(jī)性能檢測裝置，該裝置采用短初級(jí)長次級(jí)的連接方法將第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)7安裝在第一輛小車5上，第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)6安裝在第二輛小車4上，次級(jí)反應(yīng)板11安裝在軌道8上；第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)7和第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)6用一個(gè)剛性連軸器9連接，第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)7和第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)6一個(gè)作為牽引電機(jī)，另一個(gè)作為負(fù)載電機(jī)；帶速度傳感器的車輪10其傳感器與第二臺(tái)變流器組3和第一臺(tái)變流器組2中的DSP板相連；
軌道8安裝在支撐架上，第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)6、第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)7和第二臺(tái)變流器組3、第一臺(tái)變流器組2分別安裝在第二輛小車4和第一輛小車5上；第一臺(tái)變流器組2的交流端A11、B11、C11分別與第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)7A1、B1、C1相連，第一臺(tái)變流器組2的直流端與四象限變流器1的輸出端相連；第二臺(tái)變流器組3的交流端A11、B11、C11與第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)6A1、B1、C1相連，第二臺(tái)變流器組3的直流端與四象限變流器1的輸出端相連；四象限變流器1的交流端接電源A、B、C三相。
第一臺(tái)直線電機(jī)根據(jù)機(jī)車控制信號(hào)，按一定的控制策略做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，而同軸連接的第二臺(tái)直線電機(jī)做發(fā)電機(jī)運(yùn)行，以模擬牽引電機(jī)的負(fù)載特性，并把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能送回直流母線，以實(shí)現(xiàn)能量的互饋。同軸連接的兩套“變流機(jī)組-直線電機(jī)”分別由兩塊DSP板控制(兩塊DSP控制板通過人機(jī)界面PC機(jī)控制)，其中變流器可以采用市場上通用的變流器，每臺(tái)變流器由六個(gè)IGBT組成，第一臺(tái)變流器將220V的交流電整成直流，然后經(jīng)過第二臺(tái)變流器輸出有效值為220V的交流電，給第一臺(tái)直線電機(jī)供電。速度傳感器安裝在每個(gè)小車的前輪，用于檢測小車的速度，在實(shí)際操作中，通過調(diào)節(jié)操作面板上的速度和電壓按鈕，使第一臺(tái)直線電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率為正，此時(shí)根據(jù)負(fù)載模擬系統(tǒng)的指令使第二臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率為負(fù)，即定子頻率低于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的頻率，則第二臺(tái)電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，發(fā)出的三相交流電經(jīng)第二臺(tái)變流器整流成直流回饋給直流側(cè)，形成互饋。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過改變直線電機(jī)的氣隙大小、次級(jí)反應(yīng)板材料和尺寸、負(fù)載力大小等不同參數(shù)，可以觀測直線電機(jī)的電流、牽引力、垂向力、橫向力、振動(dòng)、噪聲等不同參數(shù)的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于軌道交通的直線電機(jī)性能檢測裝置，其特征在于采用短初級(jí)長次級(jí)的連接方法將第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(7)安裝在第一輛小車(5)上，第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(6)安裝在第二輛小車(4)上，次級(jí)反應(yīng)板(11)安裝在軌道(8)上；第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(7)和第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(6)用一個(gè)剛性連軸器(9)連接，第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(7)和第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(6)一個(gè)作為牽引電機(jī)，一個(gè)作為負(fù)載電機(jī)；帶速度傳感器的車輪(10)其傳感器與第二臺(tái)變流器組(3)和第一臺(tái)變流器組(2)中的DSP板相連；軌道(8)安裝在支撐架上，第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(6)、第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(7)和第二臺(tái)變流器組(3)、第一臺(tái)變流器組(2)分別安裝在第二輛小車(4)和第一輛小車(5)上；第一臺(tái)變流器組(2)的交流端A11、B11、C11分別與第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(7)A1、B1、C1相連，第一臺(tái)變流器組(2)的直流端與四象限變流器(1)的輸出端相連；第二臺(tái)變流器組(3)的交流端A11、B11、C11與第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(6)A1、B1、C1相連，第二臺(tái)變流器組(3)的直流端與四象限變流器(1)的輸出端相連；四象限變流器(1)的交流端接電源A、B、C三相。
全文摘要
一種用于軌道交通的直線電機(jī)性能檢測的裝置，該裝置的軌道(8)安裝在支撐架上，次級(jí)反應(yīng)板(11)安裝在軌道上，直線電機(jī)的初級(jí)(6)和(7)及變流器組(3)和(2)分別安裝在小車(4)和(5)上，兩臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)通過剛性連軸器(9)連接；第一臺(tái)變流器組(2)的交流端與第一臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(7)相連，第一臺(tái)變流器組的直流端與四象限變流器(1)的輸出端相連；第二臺(tái)變流器組(3)的交流端與第二臺(tái)直線電機(jī)的初級(jí)(6)相連，第二臺(tái)變流器組的直流端與四象限變流器輸出端相連；作為牽引和負(fù)載的變流器組直流部分彼此相連，四象限變流器的交流端接電源。解決了旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)不能真實(shí)可靠地檢測直線電機(jī)軌道交通運(yùn)行狀態(tài)的問題。
文檔編號(hào)G01R31/34GK101025435SQ20071006435
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者鄭瓊林, 游小杰, 楊中平, 胡廣艷, 孫湖, 郝瑞祥, 黃先進(jìn), 張立偉, 林飛 申請人:北京交通大學(xué)