CN114683858A - 一种磁悬浮列车的受流器及其供电系统、控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮列车的受流器、受流器供电系统、受流器控制方法和受流器控制装置，应用于磁悬浮列车技术，该受流器包括：金属受流靴块、绝缘底座以及设置在金属受流靴块和绝缘底座之间的第一电磁线圈和第二电磁线圈，用于根据输入的电流，产生相应的斥力，以推动金属受流靴块与动力轨接触；本发明通过金属受流靴块和绝缘底座之间的第一电磁线圈和第二电磁线圈的设置，能够实现金属受流靴块与绝缘底座之间的无接触结构，避免了传统的伸靴和收靴操作，实现了靴块的无极压力调节；并且由于电流的调节速度是微妙级的，实时响应程度更高且调整迅速，能够使靴块始终服贴在轨上，保证受流器的受流稳定性，极大地提高了受流器的适用速度。

Description

一种磁悬浮列车的受流器及其供电系统、控制方法和装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，特别涉及一种磁悬浮列车的受流器、受流器供电系统、受流器控制方法和受流器控制装置。

背景技术

磁悬浮列车(如常导高速磁悬浮列车)由于依赖电力实现列车的悬浮，且列车运行时，与轨道没有接触，只能装配数量庞大的发电机及电源，才能供给列车车载电网供电，这导致列车的成本和造价大幅升高；为了降低列车造价，需要使用受流器代替发电机。

现有技术中，传统的受流器，由于其伸靴和收靴的弹簧或气缸的结构限制，以及落后的压力调整方式，导致其适用速度只能维持在100km/h左右，致使磁悬浮列车要跑高速，仍然要配备数量庞大的发电机和电源；也就是说，列车高速运行时，传统受流器的靴块与动力轨的接触会出现跳动，导致受流不均，使得列车获取的电能不可用，甚至供电中断。

因此，如何能够解决磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价，实现急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁悬浮列车的受流器、受流器供电系统、受流器控制方法和受流器控制装置，以磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁悬浮列车的受流器，包括：

金属受流靴块，用于与动力轨接触，接收所述动力轨传输的电流；

绝缘底座，用于安装在磁悬浮列车上；

设置在所述金属受流靴块和所述绝缘底座之间的第一电磁线圈和第二电磁线圈，用于根据输入的电流，产生相应的斥力，以推动所述金属受流靴块与所述动力轨接触；其中，所述第一电磁线圈与所述金属受流靴块固定连接，所述第二电磁线圈与所述绝缘底座固定连接。

可选的，所述第一电磁线圈与所述第二电磁线圈的线圈缠绕方向相反。

本发明还提供了一种磁悬浮列车的受流器供电系统，包括：第一处理器、第一开关、第一电容器和第一受流器；其中，所述第一受流器为如上述所述的磁悬浮列车的受流器；

所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端分别与各自对应的第一电容器的第一端连接，所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端连接，所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间和/或所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间设置所述第一开关，所述第一电容器的第一端用于与正动力轨或负动力轨连接；所述第一处理器与所述第一开关的控制端连接，用于控制所述第一开关的导通和关断，以控制所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的斥力。

可选的，该受流器供电系统还包括：功率驱动板；其中，所述第一处理器通过所述功率驱动板与所述第一开关的控制端连接。

可选的，所述第一开关包括第一个第一开关和第二个第一开关，所述第一电容器包括第一个第一电容器和第二个第一电容器；其中，所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间设置所述第一开关时，所述第一个第一电容器的第一端与所述第一受流器中的第一电磁线圈的第一端连接，所述第二个第一电容器的第一端与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第一端连接，所述第一个第一开关的第一端与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第一端连接，所述第一个第一开关的第二端与所述第一个第一电容器的第二端连接，所述第二个第一电容器的第一端与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第二端连接，所述第二个第一电容器的第二端与所述第二个第一电容器的第二端连接。

可选的，该受流器供电系统还包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；其中，所述第一电容器的第一端用于与所述正动力轨连接时，所述第一个第一电容器的第一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第一受流器中的第一电磁线圈的第一端连接；所述第二个第一电容器的第一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第一端连接；所述第一个第一电容器的第一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第二个第一电容器的第一端与所述第四二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阳极用于与所述正动力轨连接。

可选的，该受流器供电系统还包括：应力传感器和磁通传感器；其中，所述应力传感器用于采集所述第一受流器中的金属受流靴块与接触的动力轨之间的应力值，所述磁通传感器用于采集所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的磁通量值；所述第一处理器还用于根据所述应力值和所述磁通量值，控制所述第一开关的导通和关断。

可选的，该受流器供电系统还包括：第二处理器、第二开关、第二电容器和第二受流器；其中，所述第二受流器为如权利要求1或2所述的磁悬浮列车的受流器；

所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端分别与各自对应的第二电容器的第一端连接，所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端连接，所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间和/或所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端之间设置所述第二开关，所述第二电容器的第二端与对应的第一电容器的第二端连接；所述第二电容器的第一端用于与所述负动力轨或所述正动力轨连接，所述第二电容器的第一端与所述第一电容器的第一端分别用于连接所述正动力轨和所述负动力轨；所述第二处理器与所述第二开关的控制端连接，用于控制所述第二开关的导通和关断，以控制所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的斥力。

本发明还提供了一种磁悬浮列车的受流器控制方法，应用于如上述所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，包括：

第一处理器获取预设线路行驶数据；其中，所述预设线路行驶数据包括里程标信息以及牵引加速与制动信息，所述里程标信息包括动力轨的尺寸对应的里程点；

根据所述预设线路行驶数据，在各所述里程点，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整所述受流器供电系统中所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

可选的，该受流器控制方法还包括：

根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通和关断。

可选的，所述磁悬浮列车上设置四个所述受流器时，所述根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通和关断，包括：

若四个所述受流器对应的应力传感器采集的应力值中存在第一预设数量的目标应力值，则控制所述第一开关的持续导通；其中，所述目标应力值为大于预设应力值的应力值；

若四个所述受流器对应的磁通传感器采集的磁通量值中存在第二预设数量的目标磁通量值，则控制所述第一开关的持续导通；其中，所述目标应力值为大于预设磁通量值的磁通量值。

可选的，该受流器控制方法还包括：

根据历史磁通量剧烈变动数据，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间；其中，所述历史磁通量剧烈变动数据包括所述第一受流器对应的磁通传感器采集的历史磁通量值对应的剧烈变动里程标和历史调整事件。

此外，本发明还提供了一种磁悬浮列车的受流器控制装置，应用于如上述所述的磁悬浮列车的受流器供电系统中的第一处理器，包括：

获取模块，用于获取预设线路行驶数据；其中，所述预设线路行驶数据包括里程标信息以及牵引加速与制动信息，所述里程标信息包括动力轨的尺寸对应的里程点；

调整模块，用于根据所述预设线路行驶数据，在各所述里程点，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整所述受流器供电系统中所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

本发明所提供的一种磁悬浮列车的受流器，包括：金属受流靴块，用于与动力轨接触，接收动力轨传输的电流；绝缘底座，用于安装在磁悬浮列车上；设置在金属受流靴块和绝缘底座之间的第一电磁线圈和第二电磁线圈，用于根据输入的电流，产生相应的斥力，以推动金属受流靴块与动力轨接触；其中，第一电磁线圈与金属受流靴块固定连接，第二电磁线圈与绝缘底座固定连接；

可见，本发明通过金属受流靴块和绝缘底座之间的第一电磁线圈和第二电磁线圈的设置，能够实现金属受流靴块与绝缘底座之间的无接触结构，避免了传统的伸靴和收靴操作，从而能够通过调节第一电磁线圈和第二电磁线圈中的输入电流，控制金属受流靴块对动力轨的压力，实现靴块的无极压力调节；并且由于电流的调节速度是微妙级的，实时响应程度更高且调整迅速，能够使靴块始终服贴在轨上，保证了受流器的受流稳定性，极大地提高了受流器的适用速度，从而解决了磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价。此外，本发明还提供了一种磁悬浮列车的受流器供电系统、受流器控制方法和受流器控制装置，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器的结构框图；

图2为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器供电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器的位置示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器控制方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器的结构框图。该受流器可以包括：

金属受流靴块10，用于与动力轨接触，接收动力轨传输的电流；

绝缘底座20，用于安装在磁悬浮列车上；

设置在金属受流靴块10和绝缘底座20之间的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40，用于根据输入的电流，产生相应的斥力，以推动金属受流靴块10与动力轨接触；其中，第一电磁线圈30与金属受流靴块10固定连接，第二电磁线圈40与绝缘底座20固定连接。

需要说明的是，本实施例中的金属受流靴块10可以为受流器中用于与磁悬浮列车轨道的动力轨(如正动力轨或负动力轨)接触受流的金属靴块。对于本实施例中的金属受流靴块10的具体形状和类型，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如本实施例中的金属受流靴块10可以采用铜碳合金，如图2所示，本实施例中的金属受流靴块10可以具体为铜碳合金靴块；金属受流靴块10也可以采用其他类型合金，只要金属受流靴块10可以从接触的动力轨接收的电流，本实施例对此不做任何限制。

具体的，本实施例中的绝缘底座20可以为受流器中用于安装在磁悬浮列车上的绝缘的底座，如绝缘底座20可以为用于固定安装在磁悬浮列车的列车转向架上的绝缘法兰底座。对于本实施例中的绝缘底座20的具体形状和类型，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如本实施例中的绝缘底座20可以采用碳纤维，如图2所示，本实施例中的绝缘底座20可以具体为碳纤维绝缘法兰底座；绝缘底座20也可以采用其他类型的绝缘材料，本实施例对此不做任何限制。

可以理解的是，本实施例中通过金属受流靴块10和绝缘底座20之间的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的设置，使得第一电磁线圈30和第二电磁线圈40输入电流后，第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间可以产生相互排斥的电磁力(即斥力)，从而向动力轨推动金属受流靴块10，控制金属受流靴块10与接触的动力轨之间的压力。

具体的，对于本实施例中金属受流靴块10和绝缘底座20之间的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40具体设置和线圈缠绕方向位置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如第一电磁线圈30可以固定安装在金属受流靴块10的接触相对面，即接触对立面可以为金属受流靴块10用于动力轨接触的接触面相对的一面；如图2所示，逆向电磁线圈1(即第一电磁线圈30)可以设置在铜碳合金受块(即金属受流靴块10)用于与正动力轨接触的接触面相对的接触对立面。本实施例中的第一电磁线圈30与第二电磁线圈40的线圈缠绕方向可以相反，如图2所示，第一电磁线圈30与第二电磁线圈40两端连接的极性相同时，即第一电磁线圈30与第二电磁线圈40的第一端均用于连接正极，第一电磁线圈30与第二电磁线圈40的第二端均用于连接负极时，第一电磁线圈30和第二电磁线圈40可以为线圈缠绕方向的逆向电磁线圈1和逆向电磁线圈2；第一电磁线圈30与第二电磁线圈40的线圈缠绕方向也可以相同，如第一电磁线圈30的第一端和第二电磁线圈40的第二端用于连接正极，第一电磁线圈30的第二端和第二电磁线圈40的第一端用于连接负极时，第一电磁线圈30与第二电磁线圈40的线圈缠绕方向可以相同。只要保证第一电磁线圈30和第二电磁线圈40输入电流后，第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间可以产生斥力，以推动金属受流靴块10与动力轨接触，本实施例对此不做任何限制。

本实施例中，本发明实施例通过金属受流靴块10和绝缘底座20之间的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的设置，能够实现金属受流靴块10与绝缘底座20之间的无接触结构，避免了传统的伸靴和收靴操作，从而能够通过调节第一电磁线圈30和第二电磁线圈40中的输入电流，控制金属受流靴块10对动力轨的压力，实现靴块的无极压力调节；并且由于电流的调节速度是微妙级的，实时响应程度更高且调整迅速，能够使靴块始终服贴在轨上，保证了受流器的受流稳定性，极大地提高了受流器的适用速度，从而解决了磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价。

相应于上面的受流器实施例，本发明实施例还提供了一种磁悬浮列车的受流器供电系统，下文描述的一种磁悬浮列车的受流器供电系统与上文描述的一种磁悬浮列车的受流器可相互对应参照。

一种磁悬浮列车的受流器供电系统，包括：第一处理器、第一开关、第一电容器和第一受流器；其中，第一受流器为如上述实施例所提供的磁悬浮列车的受流器；

第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端分别与各自对应的第一电容器的第一端连接，第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端连接，第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间和/或第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间设置第一开关，第一电容器的第一端用于与正动力轨或负动力轨连接；第一处理器与第一开关的控制端连接，用于控制第一开关的导通和关断，以控制第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的斥力。

可以理解的是，本实施例中的第一处理器可以通过控制第一开关的导通和关断，调节第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40中的电流大小，以控制第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的斥力，从而控制第一受流器中的金属受流靴块10与其接触的动力轨(即正动力轨或负动力轨)之间的压力。

具体的，本实施例中的第一电容器可以为用于为第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40进行供电的电容器。对于本实施例中的第一电容器的具体类型和数量，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如第一电容器可以采用超级电容器，以给第一电磁线圈30和第二电磁线圈40提供快速响应所需的瞬时大电流，从而实现压力调节，以低成本实现自闭环供电，无需布设额外的电源。本实施例中的第一电容器的数量可以为两个，以利用每个第一电容器为各自对应的第一电磁线圈30或第二电磁线圈40供电；也就是说，本实施例中的第一电容器可以包括第一个第一电容器和第二个第一电容器；本实施例中的第一电容器的数量也可以为一个，即该第一电容器可以为第一电磁线圈30和第二电磁线圈40供电；本实施例中的第一电容器的数量还可以更多个，只要第一电容器可以在相应的第一开关导通时为第一电磁线圈30和第二电磁线圈40供电，本实施例对此不做任何限制。

其中，本实施例中的第一开关可以为用于根据第一处理器的控制导通或关断第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的供电的开关。对于本实施例中的第一开关的具体类型和设置位置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如本实施例中的第一开关可以具体为高速功率开关；相应的，本实施例中第一处理器通过功率驱动板与第一开关的控制端连接；如图2所示，第一开关包的数量为2时，功率驱动板的数量也可以为2，第一处理器(1中央运算处理单元)可以通过第一个功率驱动板(功率驱动板1)与第一个第一开关(高速功率开关1)的控制端连接，通过第二个功率驱动板(功率驱动板2)与第二个第一开关(高速功率开关2)的控制端连接，以利用两个功率驱动板分别控制两个第一开关的导通时间和关断时间，分别控制第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40各自输入的电流。本实施例中第一开关可以设置在第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间，即第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第一开关的第一端连接，第一开关的第二端与对应的第一电容器的第二端连接；第一开关也可以设置在第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间，只要保证第一开关可以根据第一处理器的控制导通或关断第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的供电，本实施例对此不做任何限制。

对应的，对于本实施例中的第一开关的数量，可以由设计人员自行设置，如本实施例中的第一开关的数量可以为两个，以利用每个第一开关控制各自对应的第一电磁线圈30或第二电磁线圈40的供电；也就是说，本实施例中的第一开关可以包括第一个第一开关和第二个第一开关；例如，第一电容器包括第一个第一电容器和第二个第一电容器，且第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间设置第一开关时，第一个第一电容器的第一端与第一受流器中的第一电磁线圈30的第一端连接，第二个第一电容器的第一端与第一受流器中的第二电磁线圈40的第一端连接，第一个第一开关的第一端与第一受流器中的第二电磁线圈40的第一端连接，第一个第一开关的第二端与第一个第一电容器的第二端连接，第二个第一电容器的第一端与第一受流器中的第二电磁线圈40的第二端连接，第二个第一电容器的第二端与第二个第一电容器的第二端连接。本实施例中的第一开关的数量也可以为一个，即该第一开关的可以同时控制第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的供电；本实施例中的第一开关的数量还可以更多个，只要第一电容器可以根据第一处理器的控制导通或关断第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的供电，以调整第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的斥力，本实施例对此不做任何限制。

进一步的，为了保证电路的安全性，避免电流反向，本实施例中第一电容器的第一端可以通过相应的二极管与第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端连接，并且第一电容器的第一端可以通过相应的二极管与正动力轨或负动力轨连接；第一电容器的数量为2，第一开关可以设置在第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间，第一电容器的第一端用于与正动力轨连接时，如图2所示，该受流器供电系统还包括：第一二极管(二极管1)、第二二极管(二极管3)、第三二极管(二极管2)和第四二极管(二极管4)；第一个第一电容器(超级电容器1)的第一端与第一二极管的阳极连接，第一二极管的阴极与第一受流器中的第一电磁线圈30(逆向电磁线圈1)的第一端连接；第二个第一电容器(超级电容器2)的第一端与第二二极管的阳极连接，第二二极管的阴极与第一受流器中的第二电磁线圈40(逆向电磁线圈2)的第一端连接；第一个第一电容器的第一端与第三二极管的阴极连接，第二个第一电容器的第一端与第四二极管的阴极连接，第三二极管的阳极和第四二极管的阳极用于与正动力轨连接。

进一步的，本实施例所提供的受流器供电系统还包括：用于采集第一受流器中的金属受流靴块10与接触的动力轨之间的应力值的应力传感器，即应力传感器可以采集第一受流器中的金属受流靴块10与接触的动力轨之间的压力对应的应力值，以使第一处理器可以根据应力值，控制第一开关的导通和关断。

具体的，对于本实施例中的应力传感器的具体设置位置和类型，可以由设计人员自行设置，如图2所示，应力传感器可以设置在铜碳合金受块(即金属受流靴块10)用于与正动力轨接触的接触面上。

进一步的，本实施例所提供的受流器供电系统还包括：用于采集第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的磁通量值的磁通传感器，即磁通传感器可以采集与第一受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的斥力相对应的磁通量值，以使第一处理器可以根据磁通量值，控制第一开关的导通和关断。

具体的，对于本实施例中的磁通传感器的具体设置位置和类型，可以由设计人员自行设置，如图2所示，磁通传感器可以设置在第二电磁线圈40的与第一电磁线圈30相对的面上；磁通传感器也可以设置在第一电磁线圈30的与第二电磁线圈40相对的面上，本实施例对此不做任何限制。

进一步的，本实施例所提供的受流器供电系统还包括：第二处理器、第二开关、第二电容器和第二受流器；其中，第二受流器为如权利要求1或2的磁悬浮列车的受流器；第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端分别与各自对应的第二电容器的第一端连接，第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端连接，第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间和/或第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端之间设置第二开关，第二电容器的第二端与对应的第一电容器的第二端连接；第二电容器的第一端用于与负动力轨或正动力轨连接，第二电容器的第一端与第一电容器的第一端分别用于连接正动力轨和负动力轨；第二处理器与第二开关的控制端连接，用于控制第二开关的导通和关断，以控制第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的斥力。例如，第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端之间设置第二开关时，第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第一端可以分别与各自对应的第二电容器的第一端连接，第二受流器中的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的第二端分别与各自对应的第二开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与对应的第二电容器的第二端连接。

也就是说，本实施例所提供的受流器供电系统可以包括分别用于负动力轨和正动力轨连接的第一受流器和第二受流器以及相应的供电控制电路。对于本实施例中的第二处理器、第二开关、第二电容器和第二受流器的具体设置方式，采用与上述第一处理器、第一开关、第一电容器和第一受流器的设置方式对应进行设置，本实施例对此不做任何限制。

具体的，本实施例中的磁悬浮列车上可以设置4个受流器，如在图3所示的4个位置分别设置受流器，例如在列车两侧车门下方，每节列车一侧设有两个受流器。也就是说，本实施例所提供的磁悬浮列车的受流器供电系统还可以包括与第一处理器、第一开关、第一电容器、第一受流器、第二处理器、第二开关、第二电容器和第二受流器相对应的第三处理器、第三开关、第三电容器、第三受流器、第四处理器、第四开关、第四电容器和第四受流器，本实施例对此不做任何限制。

对应的，本实施例中每个受流器上均可以设置应力传感器和磁通传感器，以使各受流器各自对应的处理器(如第一处理器至第四处理器)可以根据各受流器上应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，控制各自对应的受流器中第一电磁线圈30和第二电磁线圈40之间的斥力。

本实施例中，本发明实施例通过金属受流靴块10和绝缘底座20之间的第一电磁线圈30和第二电磁线圈40的设置，能够实现金属受流靴块10与绝缘底座20之间的无接触结构，避免了传统的伸靴和收靴操作，从而能够通过控制第一开关调节第一电磁线圈30和第二电磁线圈40中的输入电流，控制金属受流靴块10对动力轨的压力，实现靴块的无极压力调节；并且由于电流的调节速度是微妙级的，实时响应程度更高且调整迅速，能够使靴块始终服贴在轨上，保证了受流器的受流稳定性，极大地提高了受流器的适用速度，从而解决了磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价。

相应于上面的受流器供电系统实施例，本发明实施例还提供了一种磁悬浮列车的受流器控制方法，下文描述的一种磁悬浮列车的受流器控制方法与上文描述的一种磁悬浮列车的受流器供电系统可相互对应参照。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器控制方法的流程图。该方法应用于如上述实施例所提供的磁悬浮列车的受流器供电系统，可以包括：

步骤101：第一处理器获取预设线路行驶数据；其中，预设线路行驶数据包括里程标信息以及牵引加速与制动信息，里程标信息包括动力轨的尺寸对应的里程点。

可以理解的是，本实施例是以第一受流器对应的处理器(即第一处理器)对第一受流器的控制为例进行的展示，对于磁悬浮列车中其它受流器(如第二受流器至第四受流器)对应的处理器对其它受流器的控制或第一受流器对应的处理器对其它受流器的控，可以采用与本实施例所提供的方法相同或相似的方式实现，本实施例对此不做任何限制。

具体的，本实施例中的预设线路行驶数据可以为预先设置的磁悬浮列车的线路行驶数据。对于本实施例中的预设线路行驶数据的具体内容，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如预设线路行驶数据可以包括里程标信息(如里程标图谱)，里程标信息可以包括动力轨的尺寸对应的里程点，以使第一处理器可以在各里程点按照动力轨的尺寸对应控制第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小，以保证靴块始终服贴在轨上；里程标信息还可以包括动力轨的尺寸信息，如动力轨的完工后的尺寸曲线。也就是说，由于实际完工的动力轨沿着轨道纵向方向也就是Y方向是弯曲的，并不是笔直的直线；但是列车的悬浮架托臂尺寸是固定的，即靴块表面相对于轨道的中心线尺寸始终是不变的，当列车沿着轨道方向运行时，起伏凹凸的动力轨会让靴子跳动；当列车速度非常高时，例如时速达到600km时，每秒的移动距离就是167m，意味着每毫秒移动的距离能达到16.7cm，传统受流器的压力调节装置，根本来不及调节，会产生剧烈的跳动，而本申请中可以根据里程标信息，在动力轨发生变化的路段到达时刻或之前调节第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的斥力，以使靴块始终服贴在轨上。预设线路行驶数据还可以包括磁悬浮列车的牵引加速与制动信息，如牵引加速曲线和牵引制动曲线，以使第一处理器可以根据磁悬浮列车的牵引加速与制动信息对应的行驶数据，对应控制第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小，保证对第一受流器的控制准确性。

步骤102：根据预设线路行驶数据，在各里程点，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整受流器供电系统中第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

可以理解的是，本实施例中第一处理器可以利用预设线路行驶数据，在列车行驶到各动力轨尺寸对应的里程点时，根据预设线路行驶数据中该里程点对应的加速与制动信息和/或实时列车速度，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，进而调整第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小，从而调节第一受流器中的靴块对轨的压力，由于电流的调节速度是微妙级的，可以让靴块始终服贴在轨上。

对应的，磁悬浮列车上设置多个受流器，且各受流器上设置应力传感器和磁通传感器时，第一处理器还可以根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整受流器供电系统中第一开关的导通和关断。也就是说，磁悬浮列车上各受流器对应的处理器可以根据各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，对应控制各自对应的受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

具体的，对于上述第一处理器根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整受流器供电系统中第一开关的导通和关断的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如磁悬浮列车上设置四个受流器时，第一处理器可以在四个受流器对应的应力传感器采集的应力值中存在第一预设数量(如3)的目标应力值的情况下，控制第一开关的持续导通；其中，目标应力值为大于预设应力值的应力值；在四个受流器对应的磁通传感器采集的磁通量值中存在第二预设数量(如2)的目标磁通量值的情况下，控制第一开关的持续导通；其中，目标应力值为大于预设磁通量值的磁通量值。第一预设数量为3且第二预设数量为2时，如图3所示，第一处理器可以接收1\2\3\4个位置的“应力传感器”传来的应力值，若有3个及以上的应力值大于预设应力值a₀,则控制功率驱动板，永久关闭(即持续导通)高速功率开关(即第一开关)，直到检测到的大于a₀的应力值＜3个；第一处理器可以接收1\2\3\4个位置的磁通传感器传来的磁通量值，若有2个及以上的磁通量值大于预设磁通量值B₀,则控制功率驱动板，永久关闭高速功率开关，直到检测到的大于B₀的磁通量值＜2个。

进一步的，本实施例中第一处理器可以利用之前行驶过程中记录的磁通量剧烈变动数据(即历史磁通量剧烈变动数据)，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间；其中，历史磁通量剧烈变动数据可以包括第一受流器对应的磁通传感器之前采集的磁通量值(即历史磁通量值)对应的剧烈变动的里程标(即剧烈变动里程标)，历史磁通量剧烈变动数据还可以包括剧烈变动里程标对应的历史调整事件，即各剧烈变动里程标之前的调整事件，如各剧烈变动里程标对应的调整时间点和调整第一开关的导通时间和关断时间信息(如电磁线圈中的电流信息)；以使第一处理器可以在多次列车行驶时调整不断的闭环调整受流器中电磁线圈中电流的大小，可以让剧烈的变动不断趋于缓和，实现剧烈变动的AI(人工智能)调整。如第一处理器可以根据历史磁通量剧烈变动数据，在当前的剧烈变动里程标以目标电流和目标提前时间，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间；其中，目标电流可以小于当前的剧烈变动里程标对应的历史调整事件的电流，目标时间可以大于当前的剧烈变动里程标对应的历史调整事件的提前时间。例如，第一处理器通过记录每次剧烈变动和调整事件所处位置的公里标，可以在下次预先经过此路段时，提前调整第一受流器中电磁线圈中的电流大小，进行AI自学习型尝试，例如提前200ms增大电磁线圈中电流(电流增大量10A)，当发现本次AI调整不能改善变动时，将在下一次步进增大提前时间到250ms，电流增大量减少到8A，并再次自动检测通过效果，如此往复，直到将剧烈变动消除。

对应的，本实施例中第一处理器也可以利用之前行驶过程中记录的应力值剧烈变动数据(即历史应力值剧烈变动数据)，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间；其中，历史磁通量剧烈变动数据可以包括第一受流器对应的应力传感器之前采集的磁通量值(即历史应力值)对应的剧烈变动的里程标(即剧烈变动里程标)，历史应力值剧烈变动数据还可以包括剧烈变动里程标对应的历史调整事件，即各剧烈变动里程标之前的调整事件，如各剧烈变动里程标对应的调整时间点和调整第一开关的导通时间和关断时间信息(如电磁线圈中的电流信息)。

本实施例中，本发明实施例通过根据预设线路行驶数据，在各里程点，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整受流器供电系统中第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小，能够根据列车形式线路上的动力轨尺寸变化对应控制金属受流靴块对动力轨的压力，使靴块始终服贴在轨上，实现靴块的无极压力调节；并且由于电流的调节速度是微妙级的，实时响应程度更高且调整迅速，保证了受流器的受流稳定性，极大地提高了受流器的适用速度，从而解决了磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价。

相应于上面的受流器控制方法实施例，本发明实施例还提供了一种磁悬浮列车的受流器控制装置，下文描述的一种磁悬浮列车的受流器控制装置与上文描述的一种磁悬浮列车的受流器控制方法可相互对应参照。

请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种磁悬浮列车的受流器控制装置的结构框图。该装置应用于如上述实施例所提供的磁悬浮列车的受流器供电系统中的第一处理器，可以包括：

获取模块100，用于获取预设线路行驶数据；其中，预设线路行驶数据包括里程标信息以及牵引加速与制动信息，里程标信息包括动力轨的尺寸对应的里程点；

调整模块200，用于根据预设线路行驶数据，在各里程点，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整受流器供电系统中第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

可选的，该装置还可以包括：

实时调整模块，用于根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通和关断。

可选的，所述磁悬浮列车上设置四个所述受流器时，实时调整模块可以具体用于：

若四个所述受流器对应的应力传感器采集的应力值中存在第一预设数量的目标应力值，则控制所述第一开关的持续导通；其中，所述目标应力值为大于预设应力值的应力值；

若四个所述受流器对应的磁通传感器采集的磁通量值中存在第二预设数量的目标磁通量值，则控制所述第一开关的持续导通；其中，所述目标应力值为大于预设磁通量值的磁通量值。

可选的，该装置还可以包括：

智能调整模块，用于根据历史磁通量剧烈变动数据，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间；其中，所述历史磁通量剧烈变动数据包括所述第一受流器对应的磁通传感器采集的历史磁通量值对应的剧烈变动里程标和历史调整事件。

本实施例中，本发明实施例通过调整模块20根据预设线路行驶数据，在各里程点，调整受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整受流器供电系统中第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小，能够根据列车形式线路上的动力轨尺寸变化对应控制金属受流靴块对动力轨的压力，使靴块始终服贴在轨上，实现靴块的无极压力调节；并且由于电流的调节速度是微妙级的，实时响应程度更高且调整迅速，保证了受流器的受流稳定性，极大地提高了受流器的适用速度，从而解决了磁悬浮列车在高速运行过程中的能源获取问题，减少列车配置的电源数量，降低列车重量和列车造价。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种磁悬浮列车的受流器、受流器供电系统、受流器控制方法和受流器控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种磁悬浮列车的受流器，其特征在于，包括：

金属受流靴块，用于与动力轨接触，接收所述动力轨传输的电流；

绝缘底座，用于安装在磁悬浮列车上；

设置在所述金属受流靴块和所述绝缘底座之间的第一电磁线圈和第二电磁线圈，用于根据输入的电流，产生相应的斥力，以推动所述金属受流靴块与所述动力轨接触；其中，所述第一电磁线圈与所述金属受流靴块固定连接，所述第二电磁线圈与所述绝缘底座固定连接。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车的受流器，其特征在于，所述第一电磁线圈与所述第二电磁线圈的线圈缠绕方向相反。

3.一种磁悬浮列车的受流器供电系统，其特征在于，包括：第一处理器、第一开关、第一电容器和第一受流器；其中，所述第一受流器为如权利要求1或2所述的磁悬浮列车的受流器；

所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端分别与各自对应的第一电容器的第一端连接，所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端连接，所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间和/或所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间设置所述第一开关，所述第一电容器的第一端用于与正动力轨或负动力轨连接；所述第一处理器与所述第一开关的控制端连接，用于控制所述第一开关的导通和关断，以控制所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的斥力。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，其特征在于，还包括：功率驱动板；其中，所述第一处理器通过所述功率驱动板与所述第一开关的控制端连接。

5.根据权利要求3所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，其特征在于，所述第一开关包括第一个第一开关和第二个第一开关，所述第一电容器包括第一个第一电容器和第二个第一电容器；其中，所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第一电容器的第二端之间设置所述第一开关时，所述第一个第一电容器的第一端与所述第一受流器中的第一电磁线圈的第一端连接，所述第二个第一电容器的第一端与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第一端连接，所述第一个第一开关的第一端与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第一端连接，所述第一个第一开关的第二端与所述第一个第一电容器的第二端连接，所述第二个第一电容器的第一端与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第二端连接，所述第二个第一电容器的第二端与所述第二个第一电容器的第二端连接。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，其特征在于，还包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；其中，所述第一电容器的第一端用于与所述正动力轨连接时，所述第一个第一电容器的第一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第一受流器中的第一电磁线圈的第一端连接；所述第二个第一电容器的第一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第一受流器中的第二电磁线圈的第一端连接；所述第一个第一电容器的第一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第二个第一电容器的第一端与所述第四二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阳极用于与所述正动力轨连接。

7.根据权利要求3所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，其特征在于，还包括：应力传感器和磁通传感器；其中，所述应力传感器用于采集所述第一受流器中的金属受流靴块与接触的动力轨之间的应力值，所述磁通传感器用于采集所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的磁通量值；所述第一处理器还用于根据所述应力值和所述磁通量值，控制所述第一开关的导通和关断。

8.根据权利要求3至7任一项所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，其特征在于，还包括：第二处理器、第二开关、第二电容器和第二受流器；其中，所述第二受流器为如权利要求1或2所述的磁悬浮列车的受流器；

所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端分别与各自对应的第二电容器的第一端连接，所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端连接，所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第一端与各自对应的第一电容器的第一端之间和/或所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈的第二端分别与各自对应的第二电容器的第二端之间设置所述第二开关，所述第二电容器的第二端与对应的第一电容器的第二端连接；所述第二电容器的第一端用于与所述负动力轨或所述正动力轨连接，所述第二电容器的第一端与所述第一电容器的第一端分别用于连接所述正动力轨和所述负动力轨；所述第二处理器与所述第二开关的控制端连接，用于控制所述第二开关的导通和关断，以控制所述第二受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈之间的斥力。

9.一种磁悬浮列车的受流器控制方法，其特征在于，应用于如权利要求3至8任一项所述的磁悬浮列车的受流器供电系统，包括：

第一处理器获取预设线路行驶数据；其中，所述预设线路行驶数据包括里程标信息以及牵引加速与制动信息，所述里程标信息包括动力轨的尺寸对应的里程点；

根据所述预设线路行驶数据，在各所述里程点，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整所述受流器供电系统中所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

10.根据权利要求9所述的受流器控制方法，其特征在于，还包括：

根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通和关断。

11.根据权利要求10所述的受流器控制方法，其特征在于，所述磁悬浮列车上设置四个所述受流器时，所述根据磁悬浮列车中的各受流器上设置的应力传感器和磁通传感器采集的应力值和磁通量值，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通和关断，包括：

若四个所述受流器对应的应力传感器采集的应力值中存在第一预设数量的目标应力值，则控制所述第一开关的持续导通；其中，所述目标应力值为大于预设应力值的应力值；

若四个所述受流器对应的磁通传感器采集的磁通量值中存在第二预设数量的目标磁通量值，则控制所述第一开关的持续导通；其中，所述目标应力值为大于预设磁通量值的磁通量值。

12.根据权利要求9至11任一项所述的受流器控制方法，其特征在于，还包括：

根据历史磁通量剧烈变动数据，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间；其中，所述历史磁通量剧烈变动数据包括所述第一受流器对应的磁通传感器采集的历史磁通量值对应的剧烈变动里程标和历史调整事件。

13.一种磁悬浮列车的受流器控制装置，其特征在于，应用于如权利要求3至8任一项所述的磁悬浮列车的受流器供电系统中的第一处理器，包括：

获取模块，用于获取预设线路行驶数据；其中，所述预设线路行驶数据包括里程标信息以及牵引加速与制动信息，所述里程标信息包括动力轨的尺寸对应的里程点；

调整模块，用于根据所述预设线路行驶数据，在各所述里程点，调整所述受流器供电系统中第一开关的导通时间和关断时间，以调整所述受流器供电系统中所述第一受流器中的第一电磁线圈和第二电磁线圈中的电流大小。

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