本发明专利技术公开一种长定子直线同步电机接力式控制方法，包含：1、分区n牵引控制系统全控长定子，分区n+1牵引控制系统待命，相邻分区牵引控制系统之间利用反射内存网进行数据同步；2、分区n牵引控制系统半控长定子，分区n+1牵引控制系统协从；3、分区n牵引控制系统协从控制长定子，分区n+1牵引控制系统半控长定子；4、分区n牵引控制系统待命，分区n+1牵引控制系统全控长定子。本发明专利技术采用反射内存网建立通讯，速度快，实时性好，抗电磁干扰，准确性高；相邻分区同步数据，保证在相邻分区控制的一致性；采用分段逐步交接控制权，避免交接时变频器单元电流的波动，保证牵引系统牵引力的持续，维持动子的稳定运行，提高系统可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力电子与电力拖动领域的控制技术，具体涉及。
技术介绍
目前，长定子直线同步电机作为一种新型运载工具，被应用于磁悬浮列车、电梯、 传送带等作为驱动装置，它具有效率高、爬坡能力强、转弯半径小等优点。直线电机由旋转电机演变而来，将旋转电机沿半径方向展开平铺，旋转电机就变成直线电机了，定子铁心和绕组沿轨道布置，转子变成了动子。由牵引供电系统对定子绕组通以三相交流电产生行波磁场，推动动子前进。长定子直线电机定子比动子长很多，只有动子覆盖部分的定子才起到推动动子前进的作用，未覆盖部分的定子绕组的阻抗只会消耗能量。如果全程供电，能量浪费将是巨大的，对变流器容量也要求极高。因此必须采用分段供电方式，定子被分成若干段，变流器单元与定子段之间采用接触器开关进行连接，通过接触器的开合，选择要被供电的定子段。采用定子段换步的方法进行分段供电，牵引供电系统只对动子所处的定子段通电，这样可以降低损耗提高效率。常用的换步方法为蛙跳法、两步法、三步法。从经济实用角度讲，两步法最实用。如图1所示，两步法时，直线电机有左右两套定子绕组，两侧定子段绕组交错排列，有两台变频器单元，分别对一侧定子段绕组供电。换步时，一侧定子段要切换到下一段时刻，电流停止，这一侧牵引力降到零，但另一侧定子段还在供电，总牵引力降低为原来的一半，如此可以保持了牵引力的连续性。由于变频器单元、牵引控制系统(Propulsion Control System简称PCS)都固定在地面上，当轨道长度增加时，变频器单元连接到动子所处定子段绕组的馈电电缆就越来越长，损耗在上面的电能越来越大，效率越来越低；另一方面牵引控制系统获取反馈信息和发出控制信号的延时也越来越长。因此如图1所示，牵引控制和供电系统也分区设置，每隔一定距离设置一个分区，每个分区都有一套牵引控制系统和2台变流器单元，每个分区牵引供电系统只对到达本分区的动子进行管理控制。当动子跨越分区时，就要与下一分区牵引供电系统进行控制权的交接。交接之前分区之间要通讯沟通，为了顺利交接，相邻分区必须交换同步数据。常用的通讯方式是以太网、PR0FIBUS等现场总线，这些方式速度慢、实时性差，易受电磁干扰，满足不了同步数据的实时高速要求。如果相邻分区数据不同步，并且分区交接是在定子段供电时刻一次性完成，由于两个牵引控制系统计算的不一致，可能使得变频器单元输出幅值和频率在交接瞬间发生跳变，造成变流器电流波动，严重时引起变频器过流保护，并且电流的波动会引起直线电机力矩的突变，对动子的速度有影响，如果动子是运送乘客的列车，那么乘客也会感到不舒适。因此怎样和两步法结合在一起实现控制权的顺利交接成为难点
技术实现思路
本专利技术公开了，保证相邻分区通讯的准确性、控制的一致性、维持了动子的稳定运行，提高了系统可靠性。为实现上述目的，本专利技术公开了，其特点是，该方法包含以下步骤步骤1分区η牵引控制系统全控长定子，分区Π+1牵引控制系统待命，并相邻分区牵引控制系统之间利用反射内存网进行数据同步；步骤1. 1分区η牵引控制系统驱动若干台变流器单元向长定子供电，并控制动子的位置环、速度环和电流环；步骤1. 2分区η+1牵引控制系统采集数据对位置环、速度环和电流环计算； 步骤1.3分区η牵引控制系统与分区η+1牵引控制系统通过反射内存网交换同步数据包；步骤1. 4分区η+1牵引控制系统刷新数据； 步骤1. 5分区η牵引控制系统校验分区η+1牵引控制系统的数据； 步骤2分区η牵引控制系统半控长定子，分区η+1牵引控制系统协从控制； 步骤2. 1分区η牵引控制系统转为半控状态，负责动子的位置和速度闭环控制，并通过供电长定子驱动动子行驶；步骤2. 2分区η+1牵引控制系统转为协从状态，接收分区η牵引控制系统的电流给定指令，并通过供电长定子驱动动子行驶；步骤3分区η牵引控制系统协从控制长定子，分区η+1牵引控制系统半控长定子； 步骤3. 1分区η牵引控制系统进入协从状态；步骤3. 2分区η+1牵引控制系统升为半控状态，负责动子的位置、速度闭环控制，并通过供电长定子驱动动子行驶；步骤3. 3分区η+1牵引控制系统向分区η牵引控制系统发出电流给定指令，分区η+1 牵引控制系统与分区η牵引控制系统之间交替内部控制权；步骤4分区η牵引控制系统待命，分区η+1牵引控制系统全控长定子； 步骤4. 1分区η牵引控制系统转为待命状态，将全部控制权转交分区η+1牵引控制系统，接收分区η+1牵引控制系统的同步数据包；步骤4. 2分区η+1牵引控制系统接受动子的全部控制权，完成电机的位置速度电流闭环控制，升为全控状态，并通过供电长定子驱动动子行驶。本专利技术一种长定子直线同步电机控制系统及其接力式控制方法和现有技术相比， 其优点在于；一、本专利技术的分区牵引控制系统之间采用反射内存网建立通讯连接，该反射内存网采用光纤通讯，传输速度快，实时性好，不受电磁干扰，保证相邻分区通讯的准确性；二、本专利技术的相邻分区交换同步数据，保证了在交接时相邻分区控制的一致性；三、本专利技术的采用分段逐步交接控制权的方法，避免了交接时变频器单元电流的波动， 保证了牵引系统牵引力的持续，维持了动子的稳定运行，提高了系统可靠性。附图说明图1为现有技术牵引控制系统的系统结构示意图；图2为本专利技术所适用的一种长定子直线同步电机控制系统实施例的结构示意图3为本专利技术的方法流程图。具体实施例方式以下结合附图说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术公开了，本专利技术通过各分区之间采用反射内存网络通讯、交换同步数据和交接控制权时分段分步交接的技术，避免长定子直线同步电机动子分区交接时电流冲击和力矩波动。如图2所示，图中说明了本专利技术所适用的一种长定子直线同步电机控制系统，该系统包含若干个分区牵引控制系统，该若干个分区牵引控制系统之间通过反射内存网建立网络连接，该反射内存网采用光纤作为传输媒介，相邻分区的牵引控制系统能够远程实时准确的交换数据，得以实现分区之间的精确同步。反射内存网技术最早由美国Encore公司于上世纪八十年代开发并申请了专利， 其目的是为了提供实时、稳定的多机数据传输机制，在分布式控制和集群系统中得到了广泛应用。反射内存连接成星型网络或环形网络。在网络每个节点中都安装有反射内存卡，各反射内存卡之间通过同轴电缆或者光缆连接，各反射内存卡通过自定义的协议进行网络通信。共享内存空间由连接在总线上各个节点的物理内存映射而成，这些物理内存在逻辑上使用相同地址。当一个节点更新了共享位置的内容时，该数据和相应的内存地址将被广播到网上所有其他反射内存板并存储在相同的位置。数据的传输物理上完全独享专用网络， 在极短的时间内完成数据在网络各节点之间的共享，整个共享过程没有总线冲突和协议开销，对于本地处理器来说相当于标准的RAM操作，从而保证了系统的实时性。与传统的网络技术如以太网等相比，反射内存网络的优点在于信息传输的实时性、确定性和可预测性以及支持中断信号传输等。以太网采用软件的方法实现OSI模型中各相邻层之间的数据通信，整个过程要占用机器的CPU时间，并且以太网的CSMA/CD (载波监听夺路访问/冲突检测)传输机制决定了很难保持传输延迟的确定性，而反射内存网络完全依靠硬件方法实现数据通信，不会增加CPU负担，而且能够满足实时性本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种长定子直线同步电机接力式控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤１ 分区ｎ牵引控制系统（１）全控长定子，分区ｎ＋１牵引控制系统（２）待命，并相邻分区牵引控制系统之间利用反射内存网进行数据同步；步骤２ 分区ｎ牵引控制系统（１）半控长定子，分区ｎ＋１牵引控制系统（２）协从控制；步骤３ 分区ｎ牵引控制系统（１）协从控制长定子，分区ｎ＋１牵引控制系统（２）半控长定子；步骤４ 分区ｎ牵引控制系统（１）待命，分区ｎ＋１牵引控制系统（２）全控长定子。
【技术特征摘要】
1.一种长定子直线同步电机接力式控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤 步骤1分区η牵引控制系统(1)全控长定子，分区Π+1牵引控制系统(2)待命，并相邻分区牵引控制系统之间利用反射内存网进行数据同步；步骤2分区η牵引控制系统(1)半控长定子，分区η+1牵引控制系统(2)协从控制； 步骤3分区η牵引控制系统(1)协从控制长定子，分区η+1牵引控制系统(2)半控长定子；步骤4分区η牵引控制系统(1)待命，分区η+1牵引控制系统(2)全控长定子。2.如权利要求1所述的一种长定子直线同步电机控制系统的接力式控制方法，其特征在于，所述的步骤1还包含以下步骤步骤1. 1分区η牵引控制系统(1)驱动若干台变流器单元向长定子供电，并控制动子的位置环、速度环和电流环；步骤1. 2分区η+1牵引控制系统(2)采集数据对位置环、速度环和电流环计算； 步骤1.3分区η牵引控制系统(1)与分区η+1牵引控制系统(2)通过反射内存网交换同步数据包；步骤1.4分区η+1牵引控制系统(2)刷新数据；步骤1.5分区η牵引控制系统(1)校验分区η+1牵引控制系统(2)的数据。3.如权利要求1所述的一种长定子直线同步电机控制系统的接力式控制方法，其特征在于，所述的步骤2还包含以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓新，葛琼璇，刘洪池，张树田，秦峰，史黎明，
申请(专利权)人：上海磁浮交通发展有限公司，上海磁浮交通工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。