[实用新型]一种磁浮列车直线电机的设计系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种磁浮列车直线电机的设计系统。

背景技术

中低速磁浮列车主要是利用装在列车上的电磁铁与导轨上的电磁铁产生电磁吸力，或装在列车上的电磁铁与导轨上的导体作相对运动，利用电磁感应原理产生电动斥力，使车辆和导轨间保持10～15毫米的间隙，这样车辆便悬浮于导轨面上，再由直线电机系统驱动磁浮车辆运行。由于列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与列车不接触，使得列车不但具有运行速度快，还具有噪音小、振动轻微等优点。

参见图1所示的直线电机结构示意图，直线电机可将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，可以将它看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成，直线电机中对应定子的部分叫初级、对应转子的部分叫次级，在初级绕组中通多相交流电，便产生一个平移交变磁场成为行波磁场，在行波磁场与次级永磁体的作用下产程驱动动力，从而实现磁浮车辆运动部件的直线运动。磁浮列车采用直线电机牵引运行，其中，列车部分安装直线电机的定子，直线电机的次级感应板为铝板，铺设在F形钢轨上。

目前，国内外有很多单位研究和应用直线电机系统，针对直线电机法向力、牵引力等数据，大多是基于理论计算或是设计静态测试实验来获取。由于在中低速磁浮列车系统中，与列车牵引系统相关的牵引力和对列车悬浮系统产生影响的法向力，对所述牵引系统和悬浮系统的控制设计具有指导性的意义，但是，当磁浮列车处于动态运行情况下，还没有合适的准确的测量方法对法向力、牵引力进行测量以获取法向力、牵引力的实际测量值，无法验证法向力和牵引力的理论计算值与静态测试值的准确性，从而无法优化直线电机以进一步提升列车的稳定运行。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种磁浮列车直线电机的设计系统，通过获取与实际的法向力和牵引力相匹配的直线电机参数，利用该直线电机实现提升磁浮列车稳定运行的目的。

本实用新型提供了一种磁浮列车的直线电机设计系统，包括：

采集模块，用于在线采集磁浮列车与直线电机的运行参数；

第一获取模块，用于根据所述运行参数获取所述直线电机的法向力实际值和法向力理论值与牵引力实际值和牵引力理论值；

第二获取模块，用于在法向力实际值与法向力理论值的差值小于第一阈值、且牵引力实际值与牵引力理论值的差值小于第二阈值时，获取与法向力实际值与牵引力实际值相匹配的直线电机参数。

优选的，在上述系统中，所述采集模块包括：

垂向力采集单元，用于利用均匀安装于直线电机定子上的若干个第一拉压力传感器检测所述安装位置处的各个垂向力；

牵引力采集单元，用于利用第二拉压力传感器检测直线电机的牵引力；

加速度采集单元，用于利用垂向加速度传感器检测直线电机在垂向上的振动加速度；

电压采集单元，用于利用第一电压传感器检测直线电机的第一线电压，并利用第二电压传感器检测直线电机的第二线电压；

电流采集单元，用于利用第一电流传感器检测直线电机的第一相电流，并利用第二电流传感器检测直线电机的第二相电流；

速度采集单元，用于利用雷达测速传感器检测磁浮列车的运行速度。

优选的，在上述系统中，所述第一获取模块包括：

实际值获取单元，用于根据公式F_y＝F_yn-m*g-m*a计算所述法向力实际值F_y，并将所述牵引力采集单元检测得到的牵引力作为所述牵引力实际值；其中，F_yn为所述垂向力采集单元检测得到的各个垂向力之和，m为平均到每个直线电机上的列车质量，a为所述加速度采集单元检测得到的磁浮列车的振动加速度；

理论值获取单元，用于根据所述电压采集单元检测得到的第一线电压、第二线电压、所述电流采集单元检测得到的第一相电流、第二相电流、所述速度采集单元检测得到的磁浮列车的运行速度和直线电机参数计算所述法向力理论值和所述牵引力理论值。

优选的，在上述系统中，所述采集模块还包括：侧向力采集单元，用于利用安装在直线电机两端的两个第三拉压力传感器分别测量所述直线电机初级与次级之间的侧向力；

所述系统还包括：第一选取模块，用于根据所述侧向力选取与所述侧向力相匹配的重向安装座，所述重向安装座用于将所述直线电机固定于磁浮列车的转向架上。

优选的，在上述系统中，所述采集模块还包括：气隙采集单元，用于利用两个气隙传感器分别检测悬浮列车两端的悬浮电磁铁与轨道梁之间的悬浮气隙；