霍尔传感器在高铁中的应用

传感器大佬 20190826

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  • 无刷直流电机控制
高铁上最常见的传感器技术应用就是速度传感器。

  随着中国高铁的快速发展,很多人出行会选择高铁,无论是速度,舒适度和安全性都跟飞机差不多。今天就请传感器专家网为我们介绍霍尔传感器在高铁中的应用的相关内容。

  高铁上的传感器应用

  高铁上最常见的传感器技术应用就是速度传感器。当我们乘坐高铁时,会在列车上的翻滚显现屏上面查看高铁的运行速度,这就用到了速度传感器。

  高铁上的速度传感器主要有三种,第一种是光电式车速传感器——由带孔的转盘两个光导体纤维,一个发光二极管,一个作为光传感器的光电三极管组成。发光二极管透过转盘上的孔照到光电二极管上实现光的传递与接收。

  第二种是磁电式车速传感器——模拟交流信号发生器,产生交变电流信号,通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲,其形状是一样的。输出信号的振幅与磁组轮的转速成正比(车速),信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小。

  第三种是霍尔式车速传感器——它们主要应用在曲轴转角和凸轮轴位置上,用于开关点火和燃油喷射电路触发,它还应用在其它需要控制转动部件的位置和速度控制电脑电路中。由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部分的磁路组成,一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙,在叶片转子上的窗口允许磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器,而没有窗口的部分则中断磁场。

  这些传感器的应用,保障了高铁列车对速度的实时监控。


  传感器在高速铁路中的应用研究

  惯性加速度传感器

  加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力是物体在加速过程中作用在物体上的力,可以是常量或变量。一般加速度传感器根据压电效应原理工作,加速度传感器利用其内部由于加速度造成的晶体变形产生电压,只要计算出产生的电压和所施加的加速度之间的关系,就可将加速度转化成电压输出。还有很多其他方法制作加速度传感器,如电容效应、热气泡效应、光效应,但其最基本的原理都是由于加速度使某种介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。

  基于STM32的高速列车塞拉门控制系统设计与实现

  塞拉门作为列车重要子系统之一,对其控制性能也提出了更高的要求。而目前我国高速列车用塞拉门基本靠国外进口,因此研制出具有完全自主产权的塞拉门控制系统具有重大意义和实际应用价值。本课题源于国产化时速350公里中国标准动车组塞拉门项目,根据项目需求对塞拉门门控器的硬件组成及软件实现方法进行了研究,并对驱动用无刷直流电机控制方案进行优化设计。首先对塞拉门用驱动电机做出介绍,其为带霍尔传感器的无刷直流电机。但其反电势为准正弦波,因此确立了采用矢量控制代替方波控制以提高控制性能。又采用霍尔传感器与改进的滑模观测器相结合的方法对电机转子位置进行估算。同时为了提高速度跟随性和抗干扰性,采用新型滑模控制器代替传统PI控制器进行速度调节。根据以上控制方案在Matlab/Simulink环境下进行仿真验证与波形分析。其次根据系统功能需求进行硬件设计,以高性能控制芯片STM32F407作为主处理器。并由此设计了EMC抗干扰电路、驱动电路、采样电路、输入输出电路及CAN通信电路等。并根据硬件基础及系统功能进行软件设计,主要有电机驱动功能程序设计、新型车门运动速度曲线规划设计、障碍物检测程序设计及CAN通信程序设计等。最后对硬件电路进行测试,并在塞拉门模拟装置上进行调试。试验结果表明,本文设计的控制器可很好的应用于车门控制。

  以上就是传感器专家网为我们介绍的霍尔传感器在高铁中的应用的相关内容,随着中国传感器的快速发展,将会有更多的产品应用到高铁中。



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