CN111890945A - 一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，牵引控制系统包括牵引管理组件、牵引轨道控制模块、牵引电流控制模块和牵引功率控制模块，牵引管理组件分别与牵引轨道控制模块和牵引电流控制模块连接，牵引电流控制模块与牵引功率控制模块连接，牵引管理组件、牵引轨道控制模块和牵引电流控制模块构成牵引控制单元，牵引轨道控制模块、牵引电流控制模块和牵引功率控制模块构成变流器控制单元，牵引控制单元通过牵引管理组件与车辆和运行控制系统中的运控分区控制计算机连接，牵引控制单元通过牵引轨道控制模块与轨旁馈线连接，轨旁馈线与多个长定子开关站及长定子段连接，每个长定子段与一套馈电电缆系统连接，变流器单元连接馈电电缆系统。

Description

一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及长距离城市之间的中高速磁悬浮列车牵引控制系统和牵引控制方法。

背景技术

磁悬浮列车是一种新型轨道交通运输工具，其利用电磁吸力或斥力来实现列车的悬浮和牵引，具有悬浮特性，因而列车车身与地面不接触，相比起传统的轮轨列车具有不受速度限制，最高速度可达1000千米/小时以上。此外，磁悬浮列车还具有能耗小、运行维护简单方便等特点。

目前已建成的项目主要是低速磁悬浮，适用于城市内轨道交通的应用场景，利用短定子直线电机驱动列车已低速运行。对于城市之间长距离的运输方案，中低速磁浮已经不能满足实际需求。目前轮轨列车(动车)的最高速度限制于轮轨关系无法超过500km/h，中高速磁悬浮列车系统的设计将不存在速度限制，将在以后的长距离运输中起到重要作用。

低速磁悬浮利用的是短定子直线电机，电机安装在列车上，受到列车尺寸的影响，对中高速磁悬浮所需要的大功率变流器，无法将其安装在列车上。因此中高速磁悬浮需要使用长定子同步直线电机驱动磁悬浮列车运动，长定子直线电机为高速磁悬浮列车运行提供牵引力，在列车的运行过程中通过控制安装在轨道上的定子绕组的电流方向，形成行波磁场驱动列车向前运行。中高速磁浮列车控制方法就是通过控制长定子同步电机内的定子绕组的电流大小和方向来实现对列车的牵引。使用长定子同步直线电机驱动磁悬浮列车运动是中高速磁浮列车的关键技术之一，研究高速磁悬浮牵引控制系统对于中高速磁浮列车应用有着重要的现实意义。

但对于高速磁浮列车，远距离信号传输无法实现精准控制，针对这一问题，目前已有双端单项供电技术，结合了高速磁浮列车时速要求、牵引变流器最大功率等实际工程因素考虑，并经过长定子直线电机牵引计算，较为经济，但该供电方法也存在不足，即需要控制相隔50km的两个变流器单元，同时向一个定子段供电，要求控制信号实时性较高，集控式控制方法无法满足控制要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供公开了一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统和牵引控制方法，由牵引系统各个子部件的牵引管理组件、牵引轨道控制模块和牵引电流控制模块等组成。牵引控制系统通过将牵引控制单元和变流器控制单元进行分离，采用分布式控制结构，每一段牵引控制系统负责50kM以内的牵引控制区间，控制两个变流器单元实现同步供电，可以满足控制信号实时性要求，解决了远距离信号传输无法实现精准控制的问题。

为了解决以上问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，所述中高速磁悬浮列车沿列车轨道行驶，具有长定子直线同步电机，所述长定子直线同步电机包括多个沿列车行驶方向在列车轨道的左侧和右侧交替布置的长定子段，

所述牵引控制系统包括牵引管理组件、牵引轨道控制模块、牵引电流控制模块和牵引功率控制模块，

所述牵引管理组件分别与所述牵引轨道控制模块和所述牵引电流控制模块连接，所述牵引电流控制模块与所述牵引功率控制模块连接，

所述牵引管理组件、所述牵引轨道控制模块和所述牵引电流控制模块构成牵引控制单元，所述牵引轨道控制模块、所述牵引电流控制模块和所述牵引功率控制模块构成变流器控制单元，

所述牵引控制单元通过所述牵引管理组件与车辆和运行控制系统中的运控分区控制计算机连接，所述牵引控制单元通过所述牵引轨道控制模块与轨旁馈线连接，所述轨旁馈线与多个长定子开关站及所述长定子段连接，每个所述长定子段与一套馈电电缆系统连接，所述变流器单元连接所述馈电电缆系统。

优选的，所述牵引电流控制模块与变流器单元连接。

优选的，所述变流器控制单元与运控分区牵引切断计算机连接。

优选的，所述牵引控制系统与人机交互界面连接。

优选的，所述牵引控制系统与至少一个子系统连接，所述子系统包括输入开关柜控制单元、输出开关柜控制单元、变流器冷却系统控制单元、长定子开关站控制单元、监控系统和诊断系统。

根据本发明的第二个方面，提供了一种中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，用于上述中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，所述牵引控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述运行控制系统向所述牵引控制单元发送运行信息；

步骤2：所述牵引控制单元根据所述运行信息计算牵引曲线；

步骤3：所述牵引控制单元向所述变流器控制单元发送所述牵引曲线；

步骤4：所述变流器控制单元计算牵引所需的牵引力；

步骤5：所述牵引控制单元向所述长定子开关站发送换步命令；

步骤6：所述长定子开关站根据所述换步命令对所属长定子段进行开断或闭合；

步骤7：所述变流器控制单元计算电流、电压的幅值和相位角；

步骤8：所述变流器控制单元根据所述电流、电压的幅值和相位角控制所述馈电电缆系统。

优选的，所述运行信息包括牵引控制指令、线路数据、最大速度曲线、车辆运行方式、车辆速度和车辆位置。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元选择所述运行控制系统的运行模式，所述运行模式包括手动牵引模式、维护模式和自动驾驶模式。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元控制所述轨旁馈电的定子开关站控制单元开关和轨旁开关设备开关，所述定子开关站控制单元开关包括馈电开关和星形接地点开关。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元执行至少一种协调指令，所述协调指令包括同一牵引单元内的主/从切换、相邻牵引单元同步化和冗余部件激活。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元执行至少一种计算指令，所述计算指令包括所述车辆实际位置值计算、速度值计算、牵引力计算、长定子段电流分配计算、换步控制、电机速度估算和反电势计算。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元执行至少一种数据处理指令，所述数据处理指令包括数据管理、数据存储和数据通信。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元计算期望的长定子段电流相位与幅值；

所述牵引控制单元将根据所述期望的长定子段电流相位与幅值计算车辆同步电压。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元与监控系统通讯进行数据通讯。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元向所述变流器控制单元发送控制指令；

所述变流器控制单元控制牵引力并计算所述变流器的功率部分输出电压空间矢量；

所述变流器控制单元将所述输出电压空间矢量传输至所述变流器功率控制单元。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元向所述牵引控制单元反馈闭环控制所需的电压和电流值。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元切换输出模式，所述输出模式包括至少三种不同的输出模式。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元用于执行至少一种控制指令，所述控制指令包括制动斩波器开环控制、直流环节电压闭环控制、运控分区牵引切断系统DPS关断命令、变流器功率部分功率半导体开环控制和变流器功率部分过流保护。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元用于执行至少一种测量指令，所述测量指令包括变流器功率部分三相输出电流测量、直流环节的直流母线电压测量、直流母线电流测量以及接地电压测量。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述长定子开关站控制单元执行至少一种长定子开关站控制指令，所述长定子开关站控制指令包括轨旁开关控制、长定子开关站外围设备控制、长定子开关站诊断和监控、馈电电缆接地故障检测余保护和定子接地故障进行检测与保护。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述输入开关柜控制单元执行至少一种输入开关柜控制指令，所述输入开关柜控制指令包括开关指令、电压、电流及开关状态监测指令、输入开关柜内开关设备保护转台监测和变压器运行状态监测。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述输出开关柜控制单元执行至少一种输出开关柜控制指令，所述输出开关柜控制指令包括变流器输出电压和电流值测量、变流器开关装置开环控制、变流器开关装置输出模式选择、变流器模块供电侧选择、各开关状态检测和控制以及输出开关柜继电保护。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器冷却系统控制单元执行至少一种变流器冷却系统控制指令，所述变流器冷却系统控制指令包括冷却系统开环控制和冷却系统诊断与监控。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述监控系统执行至少一种监控指令，所述监控指令包括图形显示、测量数据获取、信息或指示的显示、归档或记录、过程序列记录和通讯处理。

优选的，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述诊断系统执行至少一种诊断指令，所述诊断指令包括牵引控制区域故障检测、故障定位、故障描述、牵引设备持续使用时间监控。

优选的，所述长定子段长度大于所述列车的长度，所述变流器单元包括第一变流器和第二变流器，所述换步命令包括以下步骤：

当所述列车位于所述多个长定子段的第n个长定子段内时，与该所述第n个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关闭合，所述第一变流器和第二变流器中的电流增大；

当所述列车离开该所述第n个长定子段时，所述第一变流器和第二变流器中的电流降为0，与该所述第n个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关断开；

当所述列车进入第n+1个长定子段内时，与该所述第n+1个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关闭合，所述第一变流器和第二变流器中的电流增大；

依次重复上述步骤。

与现有技术相比，本发明通过长定子直线电机将列车控制和牵引的功率器件安放在轨旁供电站，不受场地限制的影响，增加了列车的载荷，提高了列车的运营能力；并且采用分布式控制策略，将电机控制器和变流器控制器进行分离，能够精确控制远距离信号传输；通过两个变流器单元同步供电，满足了控制信号实时性要求。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1是根据本发明一实施例的一种牵引控制系统示意图；

图2是根据本发明一实施例的一种高速磁浮分区牵引控制系统关联关系示意图；以及

图3是根据本发明一实施例的一种牵引控制结构示意图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

参见图1，作为本发明的第一个方面，提供了一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，中高速磁悬浮列车沿列车轨道行驶，具有长定子直线同步电机，长定子直线同步电机包括多个沿列车行驶方向在列车轨道的左侧和右侧交替布置的长定子段，

牵引控制系统包括牵引管理组件、牵引轨道控制模块、牵引电流控制模块和牵引功率控制模块，

牵引管理组件分别与牵引轨道控制模块和牵引电流控制模块连接，牵引电流控制模块与牵引功率控制模块连接，

牵引管理组件、牵引轨道控制模块和牵引电流控制模块构成牵引控制单元，牵引轨道控制模块、牵引电流控制模块和牵引功率控制模块构成变流器控制单元，变流器控制单元根据牵引控制单元所设定的指令控制相应的变流器单元，执行变流器单元的开环与闭环控制。

牵引控制单元通过牵引管理组件与车辆和运行控制系统中的运控分区控制计算机连接，牵引控制单元通过牵引轨道控制模块与轨旁馈线连接，轨旁馈线与多个长定子开关站及长定子段连接，每个长定子段与一套馈电电缆系统连接，变流器单元连接馈电电缆系统，长定子开关站与牵引控制单元进行通讯，接收对应开关的控制命令，实现向对应的长定子段供电，同时长定子开关站通过对长定子开关站中的电压和电流的检测，实现系统的保护功能。

进一步的，牵引电流控制模块与变流器单元连接。

进一步的，变流器控制单元与运控分区牵引切断计算机连接。

进一步的，牵引控制系统与人机交互界面连接。

进一步的，参见图3，牵引控制系统与至少一个子系统连接，子系统包括输入开关柜控制单元、输出开关柜控制单元、变流器冷却系统控制单元、长定子开关站控制单元、监控系统和诊断系统，通过将功能分为每一个不同的子系统模块，将复杂的功能系统进一步分解，简化系统结构。其中，监控系统和诊断系统是牵引控制系统和操作者之间的接口，其中监控系统把分区牵引诊断系统和维护相连接，诊断系统用于牵引控制系统产生故障时进行快速和精确的定位。

根据本发明的第二个方面，提供了一种中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，用于上述中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，牵引控制方法包括如下步骤：

步骤1：运行控制系统向牵引控制单元发送运行信息；

步骤2：牵引控制单元根据所接收到的运行信息计算相应的牵引曲线；

步骤3：牵引控制单元向变流器控制单元发送牵引曲线；

步骤4：所述变流器控制单元计算牵引所需的牵引力；

步骤5：所述牵引控制单元向所述长定子开关站发送换步命令；

步骤6：所述长定子开关站根据所述换步命令对所属长定子段进行开断或闭合实现三步法供电；

步骤7：所述变流器控制单元计算电流、电压的幅值和相位角；

步骤8：所述变流器控制单元根据所述电流、电压的幅值和相位角控制所述馈电电缆系统，控制列车牵引速度的目的。

进一步的，运行信息包括牵引控制指令、线路数据、最大速度曲线、车辆运行方式、车辆速度和车辆位置，牵引控制单元通过以太网与分区运行控制系统交换数据，接收确定车辆运行方式和速度的数据包，通过运行控制系统的无线电传输系统，接收车辆位置的信息，该信息通过运行控制系统的分区无线电控制单元转换为RS485类型。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元根据运行控制系统的要求选择运行控制系统的运行模式，运行模式包括手动牵引模式、维护模式和自动驾驶模式。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元根据车辆的位置控制轨旁馈电的定子开关站控制单元开关和轨旁开关设备开关，定子开关站控制单元开关包括馈电开关和星形接地点开关。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元执行至少一种协调指令，负责协调涉及超过单一牵引分区的所有过程，协调指令包括同一牵引单元内的主/从切换、相邻牵引单元同步化直至主功能从一个牵引单元最终交接给下一个牵引单元、并当一个激活单元故障时激活相应的冗余部件。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元执行至少一种计算指令，计算指令包括根据运行控制系统的要求进行车辆实际位置值和速度值计算、根据指定的车辆速度、加速度/减速度以及舒适性标准进行牵引力计算、长定子段电流分配计算、换步控制、电机速度估算和反电势计算。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元执行至少一种数据处理指令，数据处理指令包括数据管理、数据存储和数据通信。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元计算期望的长定子段电流相位与幅值作为定子电流闭环控制的输入值；

牵引控制单元将根据期望的长定子段电流相位与幅值计算车辆同步电压。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元与监控系统通讯进行数据通讯。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

牵引控制单元向变流器控制单元发送控制指令，变流器控制单元完成牵引力控制；

变流器控制单元控制牵引力并计算变流器的功率部分输出电压空间矢量；

变流器控制单元将输出电压空间矢量传输至变流器功率控制单元。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

变流器控制单元向牵引控制单元反馈闭环控制所需的电压和电流值。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

变流器控制单元根据变流器单元的输出频率切换输出模式，输出模式包括至少三种不同的输出模式。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

变流器控制单元用于执行至少一种控制指令，控制指令包括制动斩波器开环控制、直流环节电压闭环控制、运控分区牵引切断系统DPS关断命令、变流器功率部分功率半导体开环控制和变流器功率部分过流保护。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

变流器控制单元用于执行至少一种测量指令，测量指令包括变流器功率部分三相输出电流测量、直流环节的直流母线电压测量、直流母线电流测量以及接地电压测量。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

长定子开关站控制单元执行至少一种长定子开关站控制指令，长定子开关站控制指令包括轨旁开关控制、长定子开关站外围设备控制、长定子开关站诊断和监控、馈电电缆接地故障检测余保护和定子接地故障进行检测与保护，记录故障数据，其中，外围设备可以为风扇或加热器等。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

输入开关柜控制单元执行至少一种输入开关柜控制指令，输入开关柜控制指令包括来自变流器控制单元的开关指令、电压、电流及开关状态检测指令、输入开关柜内开关设备保护转台监测和变压器运行状态监测，输入开关柜控制单元完成各检测指令后向变流器控制单元传送检测结果。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

输出开关柜控制单元执行至少一种输出开关柜控制指令，输出开关柜控制指令包括变流器输出电压和电流值测量、基于变流器运行模式规定的变流器开关装置开环控制和变流器开关装置输出模式选择、基于控制命令的变流器模块供电侧选择、各开关状态检测和控制以及输出开关柜继电保护。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

变流器冷却系统控制单元执行至少一种变流器冷却系统控制指令，变流器冷却系统控制指令包括冷却系统开环控制和冷却系统诊断与监控。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

监控系统执行至少一种监控指令，监控指令包括图形显示、测量数据获取、信息或指示的显示、归档或记录、过程序列记录和通讯处理，其中，测量数据获取可以为数据归档或数据压缩。

进一步的，牵引控制方法还包括以下步骤：

诊断系统执行至少一种诊断指令，诊断指令包括牵引控制区域故障检测、故障定位、故障描述、牵引设备持续使用时间监控。

进一步的，各长定子段长度大于列车的长度，与1套馈电电缆系统连接的长定子段分别在轨道的左侧和右侧按交替序列布置且并不串联，变流器单元包括第一变流器和第二变流器，

换步命令包括以下步骤：

当列车位于多个长定子段的第n个长定子段内时，与该第n个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关闭合，第一变流器和第二变流器中的电流增大；

当列车离开该第n个长定子段时，第一变流器和第二变流器中的电流降为0，与该第n个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关断开；

当列车进入第n+1个长定子段内时，与该第n+1个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关闭合，第一变流器和第二变流器中的电流增大；

依次重复上述步骤。

例如，参见图2，只要整列车位于第n个长定子段内时，与相应馈电电缆系统1相连的变流器A和B牵引列车。在列车前方按行驶方向抵达下一定子段之前，长定子开关站#1的接触器和开关闭合，随后变流器A和B中的电流开始增大。一旦列车已离开此定子段，变流器A和B中的电流首先降为0，随后通过接触器将该长定子段的电流断开。长定子开关站#2的接触器和开关闭合，随后的每次定子段换步均有类似的重复，能够避免牵引力下降，可用于对可达到的平均加速度、最大速度、乘客舒适性、冗余等要求为较高到非常高程度的区域，如计划停车区域之间的加速和高速区域。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换，例如不同规格的元器件的替换，也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (26)

1.一种中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，所述中高速磁悬浮列车沿列车轨道行驶，具有长定子直线同步电机，所述长定子直线同步电机包括多个沿列车行驶方向在列车轨道的左侧和右侧交替布置的长定子段，

其特征在于，所述牵引控制系统包括牵引管理组件、牵引轨道控制模块、牵引电流控制模块和牵引功率控制模块，

所述牵引管理组件分别与所述牵引轨道控制模块和所述牵引电流控制模块连接，所述牵引电流控制模块与所述牵引功率控制模块连接，

所述牵引管理组件、所述牵引轨道控制模块和所述牵引电流控制模块构成牵引控制单元，所述牵引轨道控制模块、所述牵引电流控制模块和所述牵引功率控制模块构成变流器控制单元，

所述牵引控制单元通过所述牵引管理组件与车辆和运行控制系统中的运控分区控制计算机连接，所述牵引控制单元通过所述牵引轨道控制模块与轨旁馈线连接，所述轨旁馈线与多个长定子开关站及所述长定子段连接，每个所述长定子段与一套馈电电缆系统连接，所述变流器单元连接所述馈电电缆系统。

2.一种如权利要求1所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，其特征在于，所述牵引电流控制模块与变流器单元连接。

3.一种如权利要求1所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，其特征在于，所述变流器控制单元与运控分区牵引切断计算机连接。

4.一种如权利要求1所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，其特征在于，所述牵引控制系统与人机交互界面连接。

5.一种如权利要求1所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，其特征在于，所述牵引控制系统与至少一个子系统连接，所述子系统包括输入开关柜控制单元、输出开关柜控制单元、变流器冷却系统控制单元、长定子开关站控制单元、监控系统和诊断系统。

6.一种中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，用于如权利要求1到5所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制系统，其特征在于，所述牵引控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述运行控制系统向所述牵引控制单元发送运行信息；

步骤2：所述牵引控制单元根据所述运行信息计算牵引曲线；

步骤3：所述牵引控制单元向所述变流器控制单元发送所述牵引曲线；

步骤4：所述变流器控制单元计算牵引所需的牵引力；

步骤5：所述牵引控制单元向所述长定子开关站发送换步命令；

步骤6：所述长定子开关站根据所述换步命令对所属长定子段进行开断或闭合；

步骤7：所述变流器控制单元计算电流、电压的幅值和相位角；

步骤8：所述变流器控制单元根据所述电流、电压的幅值和相位角控制所述馈电电缆系统。

7.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述运行信息包括牵引控制指令、线路数据、最大速度曲线、车辆运行方式、车辆速度和车辆位置。

8.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元选择所述运行控制系统的运行模式，所述运行模式包括手动牵引模式、维护模式和自动驾驶模式。

9.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元控制所述轨旁馈电的定子开关站控制单元开关和轨旁开关设备开关，所述定子开关站控制单元开关包括馈电开关和星形接地点开关。

10.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元执行至少一种协调指令，所述协调指令包括同一牵引单元内的主/从切换、相邻牵引单元同步化和冗余部件激活。

11.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元执行至少一种计算指令，所述计算指令包括所述车辆实际位置值计算、速度值计算、牵引力计算、长定子段电流分配计算、换步控制、电机速度估算和反电势计算。

12.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元执行至少一种数据处理指令，所述数据处理指令包括数据管理、数据存储和数据通信。

13.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元计算期望的长定子段电流相位与幅值；

所述牵引控制单元将根据所述期望的长定子段电流相位与幅值计算车辆同步电压。

14.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元与监控系统通讯进行数据通讯。

15.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述牵引控制单元向所述变流器控制单元发送控制指令；

所述变流器控制单元控制牵引力并计算所述变流器的功率部分输出电压空间矢量；

所述变流器控制单元将所述输出电压空间矢量传输至所述变流器功率控制单元。

16.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元向所述牵引控制单元反馈闭环控制所需的电压和电流值。

17.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元切换输出模式，所述输出模式包括至少三种不同的输出模式。

18.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元用于执行至少一种控制指令，所述控制指令包括制动斩波器开环控制、直流环节电压闭环控制、运控分区牵引切断系统DPS关断命令、变流器功率部分功率半导体开环控制和变流器功率部分过流保护。

19.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器控制单元用于执行至少一种测量指令，所述测量指令包括变流器功率部分三相输出电流测量、直流环节的直流母线电压测量、直流母线电流测量以及接地电压测量。

20.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述长定子开关站控制单元执行至少一种长定子开关站控制指令，所述长定子开关站控制指令包括轨旁开关控制、长定子开关站外围设备控制、长定子开关站诊断和监控、馈电电缆接地故障检测余保护和定子接地故障进行检测与保护。

21.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述输入开关柜控制单元执行至少一种输入开关柜控制指令，所述输入开关柜控制指令包括开关指令、电压、电流及开关状态监测指令、输入开关柜内开关设备保护转台监测和变压器运行状态监测。

22.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述输出开关柜控制单元执行至少一种输出开关柜控制指令，所述输出开关柜控制指令包括变流器输出电压和电流值测量、变流器开关装置开环控制、变流器开关装置输出模式选择、变流器模块供电侧选择、各开关状态检测和控制以及输出开关柜继电保护。

23.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述变流器冷却系统控制单元执行至少一种变流器冷却系统控制指令，所述变流器冷却系统控制指令包括冷却系统开环控制和冷却系统诊断与监控。

24.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述监控系统执行至少一种监控指令，所述监控指令包括图形显示、测量数据获取、信息或指示的显示、归档或记录、过程序列记录和通讯处理。

25.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述牵引控制方法还包括以下步骤：

所述诊断系统执行至少一种诊断指令，所述诊断指令包括牵引控制区域故障检测、故障定位、故障描述、牵引设备持续使用时间监控。

26.一种如权利要求6所述的中高速磁悬浮列车的牵引控制方法，其特征在于，所述长定子段长度大于所述列车的长度，所述变流器单元包括第一变流器和第二变流器，所述换步命令包括以下步骤：

当所述列车位于所述多个长定子段的第n个长定子段内时，与该所述第n个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关闭合，所述第一变流器和第二变流器中的电流增大；

当所述列车离开该所述第n个长定子段时，所述第一变流器和第二变流器中的电流降为0，与该所述第n个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关断开；

当所述列车进入第n+1个长定子段内时，与该所述第n+1个长定子段连接的馈电电缆系统上的长定子开关站的接触器和开关闭合，所述第一变流器和第二变流器中的电流增大；

依次重复上述步骤。

Images