一种悬浮架及其集中式悬浮控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种悬浮架及其集中式悬浮控制器，包括电源模块、主电路、斩波器、悬浮控制计算机、电流传感器和悬浮传感器，控制电源和悬浮电源经过电源模块得到弱电控制电源，弱电控制电源分别与斩波器的驱动电路和悬浮控制计算机连接，悬浮电源通过主电路与斩波器连接，悬浮控制计算机的输入端分别与电流传感器和悬浮传感器连接，输出端与斩波器的驱动电路连接，斩波器的输出端经过电流传感器与悬浮电磁铁连接。本发明专利技术将现有四个独立控制器集成为一个控制器，采集现有悬浮架上悬浮电磁铁的悬浮信息,通过悬浮控制算法融合四个悬浮电磁铁的信息，实现同一悬浮架上四个悬浮电磁铁的解耦控制，使其运动相互独立，提高悬浮稳定性和车辆运行的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种悬浮架及其集中式悬浮控制器
本专利技术涉及磁悬浮列车悬浮控制
，特别是涉及一种悬浮架及其集中式悬浮控制器。
技术介绍
现有的悬浮架如下图1所示，两个悬浮电磁铁组成一个悬浮模块，两个悬浮模块由防滚梁连接成一个悬浮架，每个悬浮电磁铁由一套悬浮控制器控制，那么一个悬浮架须由4个独立的悬浮控制器使其稳定悬浮在额定悬浮间隙，这种结构的悬浮架中悬浮控制器数量多，不便于冗余控制与维护保养，且4个控制器之间没有信息交互，不便于悬浮架整体悬浮性能的提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种悬浮架及其集中式悬浮控制器，具有结构简单、悬浮稳定、成本低廉的优点。一方面，本专利技术提供了一种集中式悬浮控制器，用于悬浮架的悬浮控制，包括电源模块、主电路、斩波器、悬浮控制计算机、电流传感器和悬浮传感器，控制电源和悬浮电源经过电源模块得到弱电控制电源，弱电控制电源分别与斩波器的驱动电路和悬浮控制计算机连接，为集中式悬浮控制器提供用于控制的弱电；所述悬浮电源通过主电路与斩波器连接，所述悬浮电源用于为主电路提供电源通路；所述悬浮控制计算机的输入端分别与电流传感器和悬浮传感器连接，其输出端与斩波器的驱动电路连接，所述斩波器的输出端经过电流传感器与悬浮电磁铁连接；所述悬浮传感器安装在悬浮电磁铁上，用于检测悬浮间隙信号和悬浮加速度信号；所述悬浮控制计算机根据接收的悬浮电磁铁的悬浮电流信号以及悬浮传感器提供的悬浮间隙信号和悬浮加速度信号通过悬浮控制算法模块计算得到PWM控制量控制斩波器动作，所述斩波器用于将主电路提供的电源调制成悬浮控制计算机所期望的悬浮电流输入至悬浮电磁铁中，进而控制悬浮电磁铁稳定悬浮。进一步地，所述斩波器的数量为四个，四个斩波器并联设置且分别与悬浮架上设置的四个悬浮电磁铁一一对应连接，所述悬浮电源通过主电路分别与四个斩波器连接。进一步地，所述电流传感器和悬浮传感器的数量均为四个，所述悬浮控制计算机的输入端分别与四个电流传感器和四个悬浮传感器连接。进一步地，所述主电路包括依次串联设置的EMC滤波器、接触器、保险丝和电解电容，所述EMC滤波器与悬浮电源连接，所述电解电容分别与四路斩波器连接。进一步地，所述电源模块包括DC/DC变换器、故障报警模块和冗余输出模块，所述故障报警模块分别与DC/DC变换器和悬浮控制计算机连接，所述冗余输出模块与DC/DC变换器连接，所述当电源模块故障时，故障报警模块将故障上报给悬浮控制计算机，为集中式悬浮控制器的维护保养提供依据。进一步地，所述电源模块采用双路冗余设计，DC/DC变换器由DC/DC转换器一和DC/DC转换器二组成，其中一路由控制电源经过DC/DC转换器一得到，另一路由悬浮电源经DC/DC变换器二变换而来，两路转变后的电源经过冗余输出模块得到弱电控制电源。进一步地，所述悬浮控制计算机由信号调理板、信号采集板、第一主控板、第二主控板及底板组成，所述信号调理板、信号采集板、第一主控板、第二主控板均插设于底板上，信号调理板与电流传感器、悬浮传感器连接，用于对悬浮电流信号、悬浮间隙信号、悬浮加速度信号进行滤波、放大处理；所述信号采集板与信号调理板连接，用于对信号调理板处理完的悬浮电流信号、悬浮间隙信号、悬浮加速度信号进行采样，所述第一主控板和第二主控板均设计有运行悬浮控制算法模块的CPU。进一步地，所述第一主控板和第二主控板的外形结构、硬件配置和内部运行设置均相同，且相互作为热备冗余。进一步地，所述第一主控板和第二主控板的工作过程具体表现为：首先、第一主控板和第二主控板同时工作，同时进行悬浮控制算法的运算，都计算出四路PWM控制量；其次，选择第一主控板作为PWM控制量的输出板，第二主控板作为热备，但当第一主控板故障时，第二主控板立即接替第一主控板的工作，此时，第二主控板作为PWM控制量的输出板，同时第一主控板自动重新启动，作为第二主控板的热备。本专利技术的集中式悬浮控制器相比现有技术，将四个独立控制器集成为一个控制器，具体包括电源模块、主电路、斩波器、悬浮控制计算机、电流传感器和悬浮传感器，控制电源和悬浮电源经过电源模块得到弱电控制电源，弱电控制电源分别与斩波器的驱动电路和悬浮控制计算机连接，悬浮电源通过主电路与斩波器连接，悬浮控制计算机的输入端分别与电流传感器和悬浮传感器连接，其输出端与斩波器的驱动电路连接，斩波器的输出端经过电流传感器与悬浮电磁铁连接，悬浮传感器安装在悬浮电磁铁上，该集中式悬浮控制器通过采集现有悬浮架上悬浮电磁铁(四个悬浮点)的悬浮信息(悬浮电流信号、悬浮间隙信号和加速度信号),通过悬浮控制算法模块进行悬浮控制算法可以融合四个悬浮点的信息，轻易实现同一悬浮架上四个悬浮点的解耦控制，使四个悬浮点的运动相互独立，从而提高悬浮稳定性和磁悬浮车辆运行的舒适性。此外，本专利技术中电源模块采用双路冗余设计，提高了悬浮电源的可靠性能；悬浮控制计算机采用冗余设计，大大提高了磁悬浮车辆运营的可靠性和安全性。另一方面，本专利技术还提供了一种悬浮架，包括两块悬浮模块及分别与其连接的防滚梁，所述防滚梁设置于两块悬浮模块之间，每块所述悬浮模块包括两个悬浮电磁铁，每个所述悬浮电磁铁均与其上任一项所述的集中式悬浮控制器连接，所述集中式悬浮控制器用于采集每个悬浮电磁铁的电流信号、悬浮间隙信号和悬浮加速度信号。上述悬浮架显然具有悬浮稳定性高，能大大提高磁悬浮车辆运营的舒适性、可靠性和安全性的优点。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为现有技术的悬浮架的结构框图；图2为本专利技术一实施例提供的集中式悬浮控制器的结构框图；图3为图2中主电路的结构框图；图4为图2中悬浮控制计算机的结构框图；图5为本专利技术一实施例提供的悬浮架的结构框图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件，但不对部件进行具体限制。如图2所示，一种集中式悬浮控制器，用于悬浮架的悬浮控制，包括电源模块、主电路、斩波器、悬浮控制计算机、电流传感器和悬浮传感器。其中，控制电源和悬浮电源经过电源模块得到弱电控制电源，弱电控制电源分别与斩波器的驱动电路和悬浮控制计算机连接，悬浮电源通过主电路与斩波器连接，悬浮控制计算机的输入端分别与电流传感器和悬浮传感器连接，其输出端与斩波器的驱动电路连接，斩波器的输出端经过电流传感器与悬浮电磁铁连接，悬浮传感器安装在悬浮电磁铁上。需要说明的是，本专利技术中悬浮架上设置的悬浮电磁铁，数量参照现有技术为四个，则该集中式悬浮控制器的主要工作原理是：弱电控制电源为集中式悬浮控制器提供用于控制的弱电，悬浮电源为控制器主电路提供电源通路，悬浮电源经过主电路后接入至斩波器，悬浮电磁铁的输入信号(包括悬浮间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集中式悬浮控制器，用于悬浮架的悬浮控制，其特征在于，包括电源模块、主电路、斩波器、悬浮控制计算机、电流传感器和悬浮传感器，控制电源和悬浮电源经过电源模块得到弱电控制电源，弱电控制电源分别与斩波器的驱动电路和悬浮控制计算机连接，为集中式悬浮控制器提供用于控制的弱电；所述悬浮电源通过主电路与斩波器连接，所述悬浮电源用于为主电路提供电源通路；所述悬浮控制计算机的输入端分别与电流传感器和悬浮传感器连接，其输出端与斩波器的驱动电路连接，所述斩波器的输出端经过电流传感器与悬浮电磁铁连接；所述悬浮传感器安装在悬浮电磁铁上，用于检测悬浮间隙信号和悬浮加速度信号；所述悬浮控制计算机根据接收的悬浮电磁铁的悬浮电流信号以及悬浮传感器提供的悬浮间隙信号和悬浮加速度信号通过悬浮控制算法模块计算得到PWM控制量控制斩波器动作，所述斩波器用于将主电路提供的电源调制成悬浮控制计算机所期望的悬浮电流输入至悬浮电磁铁中，进而控制悬浮电磁铁稳定悬浮。/n

【技术特征摘要】
1.一种集中式悬浮控制器，用于悬浮架的悬浮控制，其特征在于，包括电源模块、主电路、斩波器、悬浮控制计算机、电流传感器和悬浮传感器，控制电源和悬浮电源经过电源模块得到弱电控制电源，弱电控制电源分别与斩波器的驱动电路和悬浮控制计算机连接，为集中式悬浮控制器提供用于控制的弱电；所述悬浮电源通过主电路与斩波器连接，所述悬浮电源用于为主电路提供电源通路；所述悬浮控制计算机的输入端分别与电流传感器和悬浮传感器连接，其输出端与斩波器的驱动电路连接，所述斩波器的输出端经过电流传感器与悬浮电磁铁连接；所述悬浮传感器安装在悬浮电磁铁上，用于检测悬浮间隙信号和悬浮加速度信号；所述悬浮控制计算机根据接收的悬浮电磁铁的悬浮电流信号以及悬浮传感器提供的悬浮间隙信号和悬浮加速度信号通过悬浮控制算法模块计算得到PWM控制量控制斩波器动作，所述斩波器用于将主电路提供的电源调制成悬浮控制计算机所期望的悬浮电流输入至悬浮电磁铁中，进而控制悬浮电磁铁稳定悬浮。


2.根据权利要求1所述的集中式悬浮控制器，其特征在于，所述斩波器的数量为四个，四个斩波器并联设置且分别与悬浮架上设置的四个悬浮电磁铁一一对应连接，所述悬浮电源通过主电路分别与四个斩波器连接。


3.根据权利要求2所述的集中式悬浮控制器，其特征在于，所述电流传感器和悬浮传感器的数量均为四个，所述悬浮控制计算机的输入端分别与四个电流传感器和四个悬浮传感器连接。


4.根据权利要求2所述的集中式悬浮控制器，其特征在于，所述主电路包括依次串联设置的EMC滤波器、接触器、保险丝和电解电容，所述EMC滤波器与悬浮电源连接，所述电解电容分别与四个斩波器连接。


5.根据权利要求1所述的集中式悬浮控制器，其特征在于，所述电源模块包括DC/DC变换器、故障报警模块和冗余输出模块，所述故障报警模块分别与DC/DC变换器和悬浮控制计算机连接，所述冗余输出模块与DC/DC变换器连接，当电源模块故障时，故障报警模块将故障上报给悬浮控制计算机，为集中式悬浮控制器的维护...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿，崔鹏，
申请(专利权)人：湖南根轨迹智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43