CN110504892A - 用于超高速长初级直线电机的分段供电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机供电技术领域，公开了一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统和方法。其中，该系统包括：多个变流器，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电；检测装置，用于检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；控制器，用于根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出。由此，通过对动子位置进行定位，可以精确控制每一段定子(即，每一定子分段)开通关断(例如，通断电)的时机以及变流器的输出大小，从而实现对超高速长初级直线电机的定子逐段切换供电。

Description

用于超高速长初级直线电机的分段供电系统和方法

技术领域

本发明涉及电机供电技术领域，尤其涉及一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统和方法。

背景技术

磁悬浮与电磁发射技术是指利用磁悬浮技术与轨道脱离接触消除摩擦阻力和振动，利用电磁推进技术提供强大加速能力替代化学燃料等消耗性和高污染性资源。磁悬浮与电磁推进技术主要依靠电力和磁力作为驱动力，具有可重复使用、绿色环保、灵活可调、低成本等优点，是第三次能源革命的典型代表，符合技术发展和时代发展的潮流。在高速磁悬浮以及电磁发射领域的直线电机均采用了长初级短动子直线电机的结构形式，具有动子结构轻巧重量轻、免去运动过程中的供电的麻烦等优点，但是存在的问题是初级供电相对困难，若全程供电时，动子只占其中小部分有效的空间，剩余部分均转化为无效功率。这样既不经济也无必要。解决长初级供电问题的方法是采用分段供电，即对长初级进行分段，只将次级附近的初级段通电，其它初级段不通电，随着次级的运动，分段初级逐段切换供电。

目前很多国家都尝试在一些应用场合采用分段供电技术为长初级直线电机供电，在民用领域如上海磁悬浮系统采用初级分段，每段初级的长度约为次级长度的4倍，两侧的初级错位铺在导轨上，采用两步法或三步法进行分段供电，切换开关采用机械开关。然而，这样的方式存在切换供电过程中响应慢，推力损失较多的缺点，不适用于超高速长初级直线电机对电磁推力以及响应速度较高的应用场合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统和方法，能够解决上述现有技术中的问题。

本发明的技术解决方案：一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统，其中，该系统包括：

多个变流器，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电；

检测装置，用于检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；

控制器，用于根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出。

优选地，所述控制器根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出包括：

在所述动子的运动位置为所述动子运行于当前定子分段内的情况下，所述控制器控制与所述当前定子分段对应的变流器供电并额定输出，其余变流器均不供电；

在所述动子的运动位置为所述动子一部分运动进入下一定子分段且一部分留在所述当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器供电，并根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出，根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出；

在所述动子的运动位置为完全运行出当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器保持供电并额定输出，并控制与所述当前定子分段对应的变流器停止供电。

优选地，通过下述等式根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s1为所述当前定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s1为所述当前定子分段的定子电感感抗，i_sq1为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为超高速长初级直线电机的动子磁链，α为所述动子在所述下一定子分段中的长度占所述动子总长度的比例。

优选地，通过下述等式根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s2为所述下一定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s2为所述下一定子分段的定子电感感抗，i_sq2为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为所述超高速长初级直线电机的动子磁链。

优选地，所述检测装置为激光测距仪。

本发明还提供了一种用于超高速长初级直线电机的分段供电方法，其中，该方法包括：

利用检测装置检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；

利用控制器根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出，变流器的数量为多个，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电。

优选地，根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出包括：

在所述动子的运动位置为所述动子运行于当前定子分段内的情况下，所述控制器控制与所述当前定子分段对应的变流器供电并额定输出，其余变流器均不供电；

在所述动子的运动位置为所述动子一部分运动进入下一定子分段且一部分留在所述当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器供电，并根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出，根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出；

在所述动子的运动位置为完全运行出当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器保持供电并额定输出，并控制与所述当前定子分段对应的变流器停止供电。

优选地，通过下述等式根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s1为所述当前定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s1为所述当前定子分段的定子电感感抗，i_sq1为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为超高速长初级直线电机的动子磁链，α为所述动子在所述下一定子分段中的长度占所述动子总长度的比例。

优选地，通过下述等式根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s2为所述下一定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s2为所述下一定子分段的定子电感感抗，i_sq2为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为所述超高速长初级直线电机的动子磁链。

通过上述技术方案，可以利用检测装置检测长初级直线电机的动子的运动位置，利用控制器可以根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出。由此，通过对动子位置进行定位，可以精确控制每一段定子(即，每一定子分段)开通关断(例如，通断电)的时机以及变流器的输出大小，从而实现对超高速长初级直线电机的定子逐段切换供电。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统的框图；

图2为本发明实施例提供的一种动子横跨两段定子分段的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于超高速长初级直线电机的分段供电方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种电机牵引特性曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

图1为本发明实施例提供的一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统的框图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统，其中，该系统可以包括：

多个变流器10，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电；

在图1中，为了简洁的目的，仅示出了一个变流器10，但并非表示该系统仅包括一个变流器10。

检测装置20，用于检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；

控制器30，用于根据所述动子的运动位置控制变流器10的状态及输出。

通过上述技术方案，可以利用检测装置检测长初级直线电机的动子的运动位置，利用控制器可以根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出。由此，通过对动子位置进行定位，可以精确控制每一段定子(即，每一定子分段)开通关断(例如，通断电)的时机以及变流器的输出大小，从而实现对超高速长初级直线电机的定子逐段切换供电(动子在不同的运动位置能够对应不同的变流器输出，从而更好地实现对定子逐段切换供电)。

根据本发明一种实施例，所述控制器30根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出可以包括：

在所述动子的运动位置为所述动子运行于当前定子分段内的情况下，所述控制器30控制与所述当前定子分段对应的变流器供电并额定输出，其余变流器均不供电；

也就是，在所述动子完全运行于当前定子分段内时，针对该当前定子分段连通一个变流器供电，且控制该变流器额定输出供电，同时使得其余变流器均不供电(即，断开状态)。

在所述动子的运动位置为所述动子一部分运动进入下一定子分段且一部分留在所述当前定子分段的情况下，所述控制器30控制与所述下一定子分段对应的变流器供电，并根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出，根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出；

举例来讲，在动子同时跨两段定子分段运行的情况下，对于下一定子分段(即，前方定子分段)控制电机绕组感应电动势随着定子覆盖动子的面积不断增大从最小值(例如，0)上升到最大值，即相应地控制对应变流器的输出由小变大；对于当前定子分段(即，后方定子分段)控制电机绕组感应电动势随着定子覆盖动子的面积不断减少从最大值降到最小值(例如，0)，即相应地控制对应变流器的输出由大变小。

在所述动子的运动位置为完全运行出当前定子分段的情况下，所述控制器30控制与所述下一定子分段对应的变流器保持供电并额定输出，并控制与所述当前定子分段对应的变流器停止供电。

也就是，在所述动子完全进入下一定子分段且运行于该下一定子分段内时，针对该下一定子分段连通一个变流器供电，且控制该变流器额定输出供电，同时使得其余变流器均不供电(即，断开状态)。

总的来说，当动子完全处于某一段定子分段时，可以通过矢量变换与分解，实现电机的推力电流与励磁电流(根据直线电机动子磁场定向的基本原理，电机的端电压可以分解成励磁分量(与动子磁场平行)和推力分量(与动子磁场平行))的解耦控制。例如，可以采用与常规电机控制策略相类似的方式，为了不混淆本发明，在此不再赘述。

根据本发明一种实施例，可以通过下述等式根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s1为所述当前定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s1为所述当前定子分段的定子电感感抗，i_sq1为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为超高速长初级直线电机的动子磁链，α为所述动子在所述下一定子分段中的长度占所述动子总长度的比例。

其中，动子在两段定子分段(定子分段No.1(对应当前定子分段)和定子分段No.2(对应下一定子分段))中的长度分布如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种动子横跨两段定子分段的示意图。

举例来讲，在动子同时跨两段定子分段运行的情况下，随着动子不断向下一定子分段运行，处于下一定子分段的定子的长度不断增加(即，处于下一定子分段中的动子的长度占定子总长度的比例增加)。由此，对于下一定子分段而言(即，前方定子分段)，控制电机绕组感应电动势随着定子覆盖动子的面积不断增大将从最小值(例如，0)上升到最大值，即相应地控制对应变流器的输出由大变小。

由此，通过在传统的动子磁场定向的dq轴PI控制器输出基础上增加上述等式所示的电压前馈补偿量，即对于q轴电流PI控制器输出的基础上增加了一个同步频率、磁链以及动子在当前定子分段中占总长度的比例之间的乘积量，可以对切换过程中的扰动进行控制，提高系统响应，降低推力波动以及损失。并且，由于动子磁链等电机参数在电机设计时就已经被固化了，补偿量只依赖于测速的准确性，若测速准确的话，PI控制器只需要提供电流稳态误差补偿即可，不需要承担反电动势变化的扰动，这样PI控制器的参数调整相对简化。

下面关于下一定子分段中的补偿控制与当前定子分段的补偿控制相类似，在此不再赘述。

根据本发明一种实施例，通过下述等式根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s2为所述下一定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s2为所述下一定子分段的定子电感感抗，i_sq2为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为所述超高速长初级直线电机的动子磁链。

举例来讲，在动子同时跨两段定子分段运行的情况下，随着动子不断向下一定子分段运行，处于当前定子分段的定子的长度不断减小(即，处于当前定子分段中的动子的长度占定子总长度的比例减小)。由此，对于当前定子分段(即，后方定子分段)，控制电机绕组感应电动势随着定子绕组覆盖动子的面积不断减少从最大值降到最小值(例如，0)，即相应地控制对应变流器的输出由小变大。

根据本发明一种实施例，所述检测装置20可以为激光测距仪。

举例来讲，激光测距仪具有高采样频率、高精度的优点。通过该激光测距仪可以利用飞行测距法精确测量动子的位置。

根据本发明一种实施例，所述变流器10的数量可以与所述长初级直线电机的定子分段的数量相同或少于所述长初级直线电机的定子分段的数量。

在所述变流器10的数量与所述长初级直线电机的定子分段的数量相同的情况下，一个定子分段可以对应有一个为其供电的变流器。

在所述变流器10的数量少于所述长初级直线电机的定子分段的数量的情况下，一个变流器可以用于在不同时刻为电机的不同定子分段供电。

举例来讲，可以通过切换开关来控制同一个变流器为电机的不同定子分段供电。

图3为本发明实施例提供的一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统的示意图。

下面结合图3对本发明所述的用于超高速长初级直线电机的分段供电系统进行描述。

在图3中，示出了通过多个切换开关来实现两个变流器在不同时刻为电机的不同定子分段供电。

具体地，结合图3可知：当动子完全处于定子分段No.1时，切换开关No.1将变流器#1与定子分段No.1连接，定子分段No.1工作；当动子进入定子分段No.2时，切换开关No.2将变流器#2与定子分段No.2连接，定子分段No.1、No.2同时工作，并通过上述实施例中描述的公式分别对应变流器的输出进行控制；当动子完全进入定子分段No.2时，切换开关No.1将变流器#1与定子分段No.1断开，定子分段No.2独立工作。

也就是，在并联式分段供电的基础上，充分利用了恒压频比的特性。

本领域技术人员应当理解，上述关于图3的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

图4为本发明实施例提供的一种用于超高速长初级直线电机的分段供电方法的流程图。

如图4所示，本发明实施例提供了一种用于超高速长初级直线电机的分段供电方法，其中，该方法可以包括：

S200，利用检测装置检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；

S202，利用控制器根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出，变流器的数量为多个，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电。

通过上述技术方案，可以利用检测装置检测长初级直线电机的动子的运动位置，利用控制器可以根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出。由此，通过对动子位置进行定位，可以精确控制每一段定子(即，每一定子分段)开通关断(例如，通断电)的时机以及变流器的输出大小，从而实现对超高速长初级直线电机的定子逐段切换供电。

根据本发明一种实施例，S202中根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出可以包括：

在所述动子的运动位置为所述动子运行于当前定子分段内的情况下，所述控制器控制与所述当前定子分段对应的变流器供电并额定输出，其余变流器均不供电；

在所述动子的运动位置为所述动子一部分运动进入下一定子分段且一部分留在所述当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器供电，并根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出，根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出；

在所述动子的运动位置为完全运行出当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器保持供电并额定输出，并控制与所述当前定子分段对应的变流器停止供电。

根据本发明一种实施例，可以通过下述等式根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s1为所述当前定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s1为所述当前定子分段的定子电感感抗，i_sq1为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为超高速长初级直线电机的动子磁链，α为所述动子在所述当前定子分段中的长度占所述动子总长度的比例。

根据本发明一种实施例，可以通过下述等式根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s2为所述下一定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s2为所述下一定子分段的定子电感感抗，i_sq2为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为所述超高速长初级直线电机的动子磁链。

上述图4描述的方法与前述图1描述的系统相对应，具体示例说明可以参见前述关于图1描述的系统的说明，在此不再赘述。

此外，关于超高速长初级直线电机的定子不等分分段，本领域技术人员可以根据实际情况确定分段数量。

举例来讲，根据电机控制原理，电机正常工作时输出电压、电流可以表示为：

u_xn(x＝a,b,c…)＝N(R_s+jωL_s)i_xn(x＝a,b,c…)+E_xn(x＝a,b,c…)，

其中：

R_s为电机的定子电阻阻抗，ω为电机的同步频率，L_s为电机的定子电感感抗，

u_xn(x＝a,b,c…)为变流器输出电压(即，电机输入电压)，x为a、b、c三相；

i_xn(x＝a,b,c…)为变流器输出电流(即，电机输入电流)，x为a、b、c三相；

E_xn(x＝a,b,c…)为电机的反电动势，x为a、b、c三相，与速度成正比；

N为定子串联数量。

从该式可知，定子串联数量越多，恒压比系数越大，那么直线电机在相同电压下达到的速度就越低，如图5所示。其中，图5为本发明实施例提供的一种电机牵引特性曲线示意图，k1、k2、k3表示恒压比系数，u表示电压，v表示速度。

如果在启动阶段，串联数量少的话，电机速度较低，那么变流器处于低电压输出，无法工作在最优状态。那么启动阶段串联数量由上式可以反推出来，如下式所示。

举例来讲，变流器的最大输出线电压为2100V，最大电流为3400A，电阻为5mΩ，电感为2uH，最高频率200Hz，则最大串联数量N为98。在长初级直线电机的整个轨道上最大49个依次递减。

本领域技术人员应当理解，上述实例仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

本发明以上的系统和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (9)

1.一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统，其特征在于，该系统包括：

多个变流器，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电；

检测装置，用于检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；

控制器，用于根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出包括：

在所述动子的运动位置为所述动子运行于当前定子分段内的情况下，所述控制器控制与所述当前定子分段对应的变流器供电并额定输出，其余变流器均不供电；

在所述动子的运动位置为所述动子一部分运动进入下一定子分段且一部分留在所述当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器供电，并根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出，根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出；

在所述动子的运动位置为完全运行出当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器保持供电并额定输出，并控制与所述当前定子分段对应的变流器停止供电。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，通过下述等式根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s1为所述当前定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s1为所述当前定子分段的定子电感感抗，i_sq1为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为超高速长初级直线电机的动子磁链，α为所述动子在所述下一定子分段中的长度占所述动子总长度的比例。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，通过下述等式根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s2为所述下一定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s2为所述下一定子分段的定子电感感抗，i_sq2为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为所述超高速长初级直线电机的动子磁链。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述检测装置为激光测距仪。

6.一种用于超高速长初级直线电机的分段供电方法，其特征在于，该方法包括：

利用检测装置检测所述超高速长初级直线电机的动子的运动位置；

利用控制器根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出，变流器的数量为多个，用于对所述超高速长初级直线电机的多个不等分的定子分段进行供电。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述动子的运动位置控制变流器的状态及输出包括：

在所述动子的运动位置为所述动子运行于当前定子分段内的情况下，所述控制器控制与所述当前定子分段对应的变流器供电并额定输出，其余变流器均不供电；

在所述动子的运动位置为所述动子一部分运动进入下一定子分段且一部分留在所述当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器供电，并根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出，根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出；

在所述动子的运动位置为完全运行出当前定子分段的情况下，所述控制器控制与所述下一定子分段对应的变流器保持供电并额定输出，并控制与所述当前定子分段对应的变流器停止供电。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过下述等式根据所述动子在所述当前定子分段中的长度控制与所述当前定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq1为与所述当前定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s1为所述当前定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s1为所述当前定子分段的定子电感感抗，i_sq1为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为超高速长初级直线电机的动子磁链，α为所述动子在所述下一定子分段中的长度占所述动子总长度的比例。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过下述等式根据所述动子在所述下一定子分段中的长度控制与所述下一定子分段对应的变流器的输出：

其中，u_sd2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机d轴电压，u_sq2为与所述下一定子分段对应的变流器输出的电机q轴电压，R_s2为所述下一定子分段的定子电阻阻抗，ω_s为所述超高速长初级直线电机的同步频率，L_s2为所述下一定子分段的定子电感感抗，i_sq2为所述超高速长初级直线电机的推力电流分量，ψ_f为所述超高速长初级直线电机的动子磁链。