[发明专利]一种磁浮交通的换步控制系统及换步控制方法

说明书

本发明公开了一种磁浮交通的换步控制系统，其控制单元包括设置于同一控制板的第一CPU、第三CPU和与各变流器组一一对应多个第二CPU。由于本换步控制系统可以通过一个控制单元控制多个变流器组完成换步，所以，无论是应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内需要设置两个变流器组或三个变流器组，应用本换步控制系统也仅需配置一个控制单元即可，如此，对于换步控制系统而言，不仅能够简化结构、降低成本，还能够提升集成度，减小体积。而且第一CPU、第二CPU和第三CPU之间的通信也均属于板内通信，可以克服现有技术中板间通信速度慢的缺点。此外，本发明还公开了一种磁浮交通换步控制方法，效果如上。

技术领域

本发明涉及磁浮交通领域，特别涉及一种磁浮交通的换步控制系统及换步控制方法。

背景技术

中高速磁浮交通一般采用长定子直线同步电机，定子铁芯连续铺设在轨道两侧下方，定子绕组嵌入在铁芯槽内，励磁绕组装在车上。地面大功率变流器给定子轨道供电；车载发电机和电池给励磁和悬浮系统供电。为了降低损耗和提高效率，变流器供电系统需要根据列车位置分别对不同定子段的定子绕组供电，只有载有转子的列车所在的那一段定子绕组是通电的，直线电机在运行时电机转子经过相邻定子段时，供电电流从一个定子段切换到另外一个定子段的过程称为换步。

换步方案是中高速磁浮牵引供电的必备关键技术，其性能的好坏会影响系统的运行性能和可靠性。在现有技术中，换步控制系统均采用分散式控制架构，由多个设置于不同控制板卡的控制单元协同控制多个变流器组工作，如上海磁浮试验线应用的德国西门子公司控制系统。而由于应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内至少需要设置两个变流器组进行换步，所以，现有的换步控制系统一般需要配置电机控制单元、变流器控制单元等多个控制单元，这些控制单元均分布于不同的控制板卡。尤其是当采用三步法时，由于一个站内的变流器组较多，所以，一套电机控制系统往往至少需要包括6块控制板卡，且各控制板卡需要分布于不同的机箱。如此，不仅会因控制单元的数量较多导致换步控制系统结构复杂、成本高，还会因各控制单元需要设置于位于不同机箱中的不同控制板卡造成集成度低，体积较大的问题。而且，由于各控制单元设置于不同控制板卡，各控制板卡又分布于不同机箱，所以各控制单元之间的通信均属于板间通讯，存在通信速度慢的缺点。

因此，对于换步控制系统而言，如何简化结构、降低成本、提升集成度和通信速度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁浮交通的换步控制系统和换步控制方法，对于换步控制系统而言，能够简化结构、降低成本、提升集成度和通信速度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种磁浮交通的换步控制系统，包括多个变流器组、定子段开关组、采集单元和控制单元，所述控制单元包括：

与所述定子段开关组连接的第一CPU；与所述第一CPU连接，且与各所述变流器组一一对应的多个第二CPU；与所述第一CPU、各所述第二CPU和各所述变流器组连接的第三CPU；其中，所述第一CPU、各所述第二CPU和所述第三CPU均设置于同一控制板，且均与所述采集单元连接；

所述第一CPU用于控制所述定子段开关组的开关状态和计算与各所述变流器组一一对应的电流给定，并将各所述电流给定发送至对应的所述第二CPU；各所述第二CPU用于生成与所述电流给定对应的电压参考波；所述第三CPU用于对各所述电压参考波进行调制，产生控制对应的所述变流器组与所述定子段开关组配合工作的脉冲命令以完成换步。

优选地，所述第一CPU具体为ARM处理器，所述第二CPU具体为DSP，所述第三CPU具体为FPGA。

优选地，所述ARM处理器、所述DSP和所述FPGA均与所述采集单元连接具体为：

所述FPGA直接与所述采集单元连接，所述ARM处理器和所述DSP均通过所述FPGA与所述采集单元连接。

优选地，所述定子段开关组中的开关具体由全控型器件和隔离开关串联而成。