CN100495059C - 一种用于轨道交通的直线电机性能检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于轨道交通的直线电机性能检测的装置，该装置的轨道(8)安装在支撑架上，次级反应板(11)安装在轨道上，直线电机的初级(6)和(7)及变流器组(3)和(2)分别安装在小车(4)和(5)上，两台直线电机的初级通过刚性连轴器(9)连接；第一台变流器组(2)的交流端与第一台直线电机的初级(7)相连，第一台变流器组的直流端与四象限变流器(1)的输出端相连；第二台变流器组(3)的交流端与第二台直线电机的初级(6)相连，第二台变流器组的直流端与四象限变流器输出端相连；作为牵引和负载的变流器组直流部分彼此相连，四象限变流器的交流端接电源。解决了旋转试验台不能真实可靠地检测直线电机轨道交通运行状态的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种对直线电机性能检测的装置。
背景技术
直线电机(LIM)轨道交通系统是介于传统轮轨系统与磁悬浮系统之间的一种方案，目前已经在世界上的9个城市中得到了实际应用。对直线电机轨道交通系统而言，直线电机综合试验检测系统研究是城市直线电机轨道交通系统研究的重要组成部分，为直线电机轨道交通的发展起着巨大的支撑和推动作用。由经验可知，要发展新型制式的轨道交通必须要建立相应的试验检测系统，通过试验检测来发现问题、验证问题、解决问题，为最终确定样机系统提供科学依据。
直线电机牵引电传动系统的技术主要可分为两个方面：一是基于提高直线牵引感应电机效率的优化设计，就是要求在一定的制约条件下，如何合理地确定LIM的各种参数；二是LIM的高性能控制，但传统的旋转异步电机互馈试验台却无法准确深入地对它们进行测试。中国广州地铁四、五、六号线、北京机场线等线路已经决定采用直线电机牵引技术，但目前的直线电机旋转试验台不能真实可靠地检测直线电机性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决旋转试验台不能真实可靠地检测直线电机轨道交通运行状态。
本发明的技术方案如下：
采用短初级长次级的连接方法：将第一台直线电机的初级安装在第一辆小车上，第二台直线电机的初级安装在第二辆小车上，次级反应板安装在轨道上；第一台直线电机的初级和第二台直线电机的初级用一个刚性连轴器连接，第一台直线电机的初级和第二台直线电机的初级，一个作为牵引电机，另一个作为负载电机；带速度传感器的车轮其传感器与第一台变流器组和第二台变流器组中的DSP板相连。
轨道安装在支撑架上，第二台直线电机的初级、第一台直线电机的初级和第二台变流器组、第一台变流器组分别安装在第二辆小车和第一辆小车上。
第一台变流器组的交流端A11、B11、C11分别与第一台直线电机的初级A1、B1、C1相连，第一台变流器组的直流端与四象限变流器的输出端相连；第二台变流器组的交流端A21、B21、C21与第二台直线电机的初级A2、B2、C2相连，第二台变流器组的直流端与四象限变流器的输出端相连；四象限变流器的交流端接电源A、B、C三相。
本发明的优点如下：
1.同轴连接的两套“变流器组—直线电机”分别由两块数字信号处理(DSP)板控制(两个DSP控制板通过人机界面PC机控制)，一台作为牵引电机，另一台作为负载电机，牵引电机变流机组的直流部分和负载电机变流机组的直流部分彼此相连，采用能量互馈的方式，使能量在两个变流机组内部流动，因此整个系统的能量消耗仅仅是两台直线电机内部的损耗以及变流器的损耗，能量利用率得到大大提高；同时可以利用小功率等级的供电电源来试验大功率等级的传动机组，而不需要对电源进行扩容改造。
2.本套试验台中完全相同的两套“变流器组—电机”的功能和角色可以互换，可以互为被试件，一次安装可以完成两套装置的测试，提高了测试试验的工作效率。
3.与旋转直线电机试验台相比，本套试验台可以完全真实地模拟直线电机的运行状态，通过采用高性能的控制方式，能够真实准确地模拟系统实际负载时的各种动静态特征和机车的调节特性，根据真实的模拟结果可以更准确地对系统进行优化。
4.本套试验台可以方便地把轨道次级改为分段方式，这样列车可以在感应电机和开关磁阻电机等不同运行形式下进行模拟测试。
附图说明
图1是用于轨道交通的直线电机性能检测装置示意图。
图2是用于轨道交通的直线电机性能检测装置电路图。
图中：四象限脉冲整流器1、第一台变流器组2、第二台变流器组3、第二辆小车4、第一辆小车5、第二台直线电机的初级6、第一台直线电机的初级7、轨道8、刚性连接器9、车轮10、直线电机的次级反应板11。
具体实施方式
以附图为实施方式对本发明作进一步说明：
本发明是通过互馈系统原理来建立一种研究直线电机牵引传动技术的试验平台。
一种用于轨道交通的直线电机性能检测装置，该装置采用短初级长次级的连接方法：将第一台直线电机的初级7安装在第一辆小车5上，第二台直线电机的初级6安装在第二辆小车4上，次级反应板11安装在轨道8上；第一台直线电机的初级7和第二台直线电机的初级6用一个刚性连轴器9连接，第一台直线电机的初级7和第二台直线电机的初级6一个作为牵引电机，另一个作为负载电机；带速度传感器的车轮10其传感器与第二台变流器组3和第一台变流器组2中的DSP板相连；
轨道8安装在支撑架上，第二台直线电机的初级6、第一台直线电机的初级7和第二台变流器组3、第一台变流器组2分别安装在第二辆小车4和第一辆小车5上；
第一台变流器组2的交流端A11、B11、C11分别与第一台直线电机的初级7A1、B1、C1相连，第一台变流器组2的直流端与四象限变流器1的输出端相连；第二台变流器组3的交流端A21、B21、C21与第二台直线电机的初级6的A2、B2、C2相连，第二台变流器组3的直流端与四象限变流器1的输出端相连；四象限变流器1的交流端接电源A、B、C三相。
第一台直线电机根据机车控制信号，按一定的控制策略做电动机运行，而同轴连接的第二台直线电机做发电机运行，以模拟牵引电机的负载特性，并把输入的机械能转化为直流电能送回直流母线，以实现能量的互馈。
同轴连接的两套“变流机组—直线电机”分别由两块DSP板控制(两块DSP控制板通过人机界面PC机控制)，其中变流器可以采用市场上通用的变流器，每台变流器由六个IGBT组成，第一台变流器将220V的交流电整成直流，然后经过第二台变流器输出有效值为220V的交流电，给第一台直线电机供电。速度传感器安装在每个小车的前轮，用于检测小车的速度，在实际操作中，通过调节操作面板上的速度和电压按钮，使第一台直线电机的转差频率为正，此时根据负载模拟系统的指令使第二台电机的转差频率为负，即定子频率低于转子旋转的频率，则第二台电机作发电机运行，发出的三相交流电经第二台变流器整流成直流回馈给直流侧，形成互馈。在实验过程中，通过改变直线电机的气隙大小、次级反应板材料和尺寸、负载力大小等不同参数，可以观测直线电机的电流、牵引力、垂向力、横向力、振动、噪声等不同参数的变化。
Claims (1)
1.一种用于轨道交通的直线电机性能检测装置，其特征在于：
采用短初级长次级的连接方法：将第一台直线电机的初级(7)安装在第一辆小车(5)上，第二台直线电机的初级(6)安装在第二辆小车(4)上，次级反应板(11)安装在轨道(8)上；第一台直线电机的初级(7)和第二台直线电机的初级(6)用一个刚性连轴器(9)连接，第一台直线电机的初级(7)和第二台直线电机的初级(6)一个作为牵引电机，一个作为负载电机；带速度传感器的车轮(10)其传感器与第二台变流器组(3)和第一台变流器组(2)中的DSP板相连；
轨道(8)安装在支撑架上；
第二台直线电机的初级(6)和第二台变流器组(3)安装在第二辆小车(4)上；
第一台直线电机的初级(7)和第一台变流器组(2)安装在第一辆小车(5)上；
第一台变流器组(2)的交流端A11与第一台直线电机的初级(7)A1相连；
第一台变流器组(2)的交流端B11与第一台直线电机的初级(7)B1相连；
第一台变流器组(2)的交流端C11与第一台直线电机的初级(7)C1相连；
第一台变流器组(2)的直流端与四象限变流器(1)的直流端相连；
第二台变流器组(3)的交流端A21与第二台直线电机的初级(6)A2相连；
第二台变流器组(3)的交流端B21与第二台直线电机的初级(6)B2相连；
第二台变流器组(3)的交流端C21与第二台直线电机的初级(6)C2相连；
第二台变流器组(3)的直流端与四象限变流器(1)的直流端相连；
四象限变流器(1)的交流端接电源A、B、C三相。
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| 直线电机车辆牵引传动系统研究. 刘建强，郑琼林.都市快轨交通，第19卷第2期. 2006 |
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