CN1300589C - 磁浮车用测速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种速度自动检测的装置，尤其是一种磁浮车用测速装置。包括信号处理电路，传感器探头，其特点在于在对应于磁浮车长定子直线同步电机的齿和槽的位置，铺设有由多相矩形平面线圈构成的传感器探头。较目前磁浮车的测速装置，本发明的磁浮车测速装置的优点是显而易见的：该技术可广泛应用于磁浮列车的测速，也可用于其它需要采用无接触测速的场合。该装置能够实现磁浮车的精确测速，而且不必在地面敷设或加装任何部件，其精确性、经济性、可靠性都很好。此外，由于采用的是电磁感应技术，对工作环境的要求很低，雨雪尘土都不会影响其正常工作。

Description

磁浮车用测速装置

技术领域

本发明涉及一种速度自动检测的装置，尤其是一种磁浮车用测速装置。

背景技术

现有的磁浮车用测速装置主要采用回线或泄漏同轴电缆的方法。它是利用地面敷设的回线或泄漏同轴电缆通电后产生的磁场方向(或幅值)的变化，在运行的车载接收线圈中感生电脉冲，经过信号的处理来实现磁浮车的测速。

现有技术除用于磁浮车外，也用于无接触测速系统。其主要不足是需要在地面敷设回线或泄漏同轴电缆，并要在地面安装信号源，对于长距离的轨道线路费用昂贵而且精度和可靠性不高，同时计数轨枕的测速定位方法误差过大，不能满足磁浮车精确测速定位的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是要克服上述现有测速装置存在的缺陷，提供一种磁浮车用测速装置。

本发明的具体技术解决方案如下：

一种磁浮车用测速装置，包括信号处理电路，传感器探头，其特点在于在对应于磁浮车长定子直线同步电机齿和槽的位置，铺设有由多相矩形平面线圈构成的传感器探头。

上述的传感器探头线圈的宽度与等距的长定子直线同步电机的齿、槽相同。

上述的传感器探头线圈的分布，是在一个齿槽周期(2π弧度)中布置N个线圈，每个线圈滞后π/N弧度的相位。

上述的传感器探头线圈均用印刷板工艺制作成平面线圈。

上述的传感器探头线圈采用有源传感方式，传感线圈由外部高频电源激励。

本发明可应用于无接触测速系统。

较目前磁浮车的测速装置，本发明的磁浮车测速装置的优点是显而易见的：该技术可广泛应用于磁浮列车的测速，也可用于其它需要采用无接触测速的场合。该装置能够实现磁浮车的精确测速，而且不必在地面敷设或加装任何部件，其精确性、经济性、可靠性都很好。此外，由于采用的是电磁感应技术，对工作环境的要求很低，雨雪尘土都不会影响其正常工作。

附图说明

图1是本发明传感器探头线圈与长定子齿槽的位置示意图。

图2是本发明传感器线圈的印刷电路板的示意图。

图3是本发明传感器在长定子磁浮车上的安装示意图。

具体实施方式

请参照图1和图3，悬浮车体5下方载有悬浮电磁铁1，传感器探头2安装在悬浮电磁铁1上；相对应于长定子直线同步电机的齿311、312、313、……31N(N≥1)和槽321、322、323、……32N(N≥1)，并与安装在车上的信号处理电路相连(未在图中示出)。

传感器探头2由制作在印刷板上的多相矩形平面线圈21、22、23、……2N构成。当探头2掠过长定子直线同步电机的齿311、312、313、……31N(N≥1)和槽321、322、323、……32N(N≥1)时，由于磁路的变化使矩形线圈的等效电量参数发生变化，从而使电路的输出发生变化。检测与处理这种变化可以得到电机的齿、槽信号，通过计数处理，控制器能够计算出磁浮车的当前速度。

将线圈宽度设计与等距的齿、槽相同。当线圈与齿重合时线圈的电感值最大；线圈与槽重合时线圈的电感最小。利用信号处理技术可以得到对应的齿槽脉冲。由此得到速度与距离值。

为提高捡测精度，在一个齿、槽周期(2π弧度)中布置N个线圈，每个线圈滞后π/N弧度的相位。这样可以提高低速时的测速精度。例如，在图1中，线圈21与线圈22相差π/2弧度的相位。

为便于在磁浮车上的安装，各个线圈均用印刷板工艺制作成平面线圈。

为实现在不同速度时的准确测量，采用了有源传感方式。即传感线圈由外部高频电源激励，线圈在拾取齿槽信号时，产生的电脉冲信号的有、无只与齿槽有关，与速度大小无关。而电脉冲信号的周期与速度相关。

设齿槽距为S，它是已知量；两相邻齿脉冲的周期是T(需要检测的量)，则磁浮车的速度：

V＝S/T    可以求出。

齿槽计数电路由传感器探头、高频激励电源、信号处理电路等部分构成。

本发明经西南交通大学研制的磁浮车的测速系统试验。该系统由齿槽传感线圈与信号处理电路构成。列车运行时，齿槽传感线圈拾取齿槽信号。由齿槽信号求出列车的当前速度，从而实现对磁浮车的运行控制。

经实验，其主要技术指标如下：

齿槽计数定位传感器测量分辨率：对应长定子线圈周期的3°；

齿槽计数定位传感器由二个印刷电路板平面线圈构成，线圈宽度为齿的宽度(齿槽等宽)，二个传感线圈相差90度(一个齿槽为360度)；

测速精度与采用的处理方法有关。其理论误差为±2个高频激励信号频率周期。若激励信号频率为2MHz(实验值)，周期误差为1微秒。

测速范围：0-500公里/小时。

如果在地面埔设等间距铁磁物质或利用磁轨本身的等距支撑钢筋、钢枕等来拾取速度信号，其原理与本发明是等同的。但效果与经济性不如本发明。

利用磁浮车轨道上的等距铁磁物质，它与接收器形成的磁路因位置不同而不同，结果，当磁浮车运行时，会在探头线圈上产生电脉冲，从而实现磁浮车的测速。由于磁浮车轨道上直线电动机长定子的齿与槽是磁阻差距很大的等距铁磁物质，利用计数长定子的齿与槽来实现测速，不必在地面敷设或加装任何部件，其精确性、经济性、可靠性都很好。此外，由于采用的是电磁感应技术，对工作环境的要求很低，雨雪尘土都不会影响其正常工作。

Claims (4)

1、一种磁浮车用测速装置，包括信号处理电路，传感器探头(2)，其特征在于在对应于磁浮车长定子(3)直线同步电机的齿(311、312、313、……31N)(N≥1)和槽(321、322、323、……32N)(N≥1)的位置，铺设有由多相矩形平面线圈(21、22、23、……2N)(N≥1)构成的传感器探头(2)；所述的传感器探头线圈(21、22、23、……2N)(N≥1)宽度与等距的磁浮车长定子(3)直线同步电机的齿(311、312、313、……31N)(N≥1)、槽(321、322、323、……32N)(N≥1)宽度相同。

2、根据权利要求1所述的磁浮车用测速装置，其特征在于所述的传感器探头线圈(21、22、23、……2N)(N≥1)的分布，是在一个齿槽周期2π弧度中布置N个线圈，每个线圈滞后π/N弧度的相位。

3、根据权利要求2所述的磁浮车用测速装置，其特征在于所述的传感器探头线圈(21、22、23、……2N)(N≥1)均采用印刷板工艺制作成平面线圈。

4、根据权利要求3所述的磁浮车用测速装置，其特征在于所述的传感器探头线圈(21、22、23、……2N)(N≥1)采用有源传感方式，传感线圈由外部高频电源激励。

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