本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置及磁浮列車，公開的磁浮列車非接觸供電耦合裝置包括發(fā)射端和接收端，接收端由多匝矩形線圈螺旋狀串聯(lián)而成，接收端通過與地面平行的接收端支架安裝在列車一側(cè)懸浮電磁鐵下方；發(fā)射端由兩根相互平行長直電纜構(gòu)成，兩根長直電纜的初始端與逆變器輸出端相連，兩根長直電纜的末端相連，發(fā)射端通過發(fā)射端支架與地面平行的安裝在導(dǎo)軌外側(cè)，所述導(dǎo)軌與安裝接收端的懸浮電磁鐵位于列車同側(cè)，所述發(fā)射端位于接收端的正下方。本裝置在不對(duì)車體進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)中速磁浮列車的供電。通過設(shè)置已有懸浮傳感器獲取發(fā)射端與接收端間隙信息，避免專為配備傳感器部件，有效節(jié)省成本、降低車體自重與維護(hù)管理。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及到中速磁浮列車領(lǐng)域，尤其涉及一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置。本專利技術(shù)還涉及具有上述非接觸供電耦合裝置的磁浮列車。
技術(shù)介紹
軌道交通領(lǐng)域傳統(tǒng)的接觸式供電方式存在著諸如導(dǎo)線裸露、產(chǎn)生電火花、摩擦損耗、供電過程易受到外界環(huán)境影響等問題，嚴(yán)重影響的車輛的安全運(yùn)行。作為高科技的產(chǎn)物，磁浮列車采用非接觸式供電方案。目前發(fā)展成熟的磁懸浮列車分別是德國的常導(dǎo)電磁式磁懸浮列車和日本的超導(dǎo)電動(dòng)式懸浮列車，其中高速磁浮車輛的車載能量通常借助于線性發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，通過在懸浮電磁鐵上安裝發(fā)電線圈，長定子上由于齒槽效應(yīng)產(chǎn)生相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)的磁場，該磁場在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。沿車載懸浮電磁鐵鐵芯及軌道定子鐵芯存在閉合磁通，列車運(yùn)行時(shí)，定子齒槽效應(yīng)將產(chǎn)生6倍于列車運(yùn)行速度的磁通分量，該分量與發(fā)電機(jī)定子線圈存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在線圈端感應(yīng)出電壓，且感應(yīng)電壓大小與速度密切相關(guān)，該方案可實(shí)現(xiàn)大功率的非接觸發(fā)電，但前提是列車必須高速運(yùn)行。低速運(yùn)行時(shí)，仍需其他輔助設(shè)備供電，這是直線發(fā)電機(jī)方案的不足之處?，F(xiàn)有城市軌道交通常采用接觸式供電方式，有效供電時(shí)速約100多公里，但中速磁浮列車設(shè)計(jì)時(shí)速超過200公里，該方式無法滿足供電需求。供電問題解決不了，中速磁浮就是一個(gè)有限定概念的“中速磁浮”。由于中速車與高速磁浮列車的車體結(jié)構(gòu)不同無法在中速車上采用類似的直線發(fā)電方案。中速車的懸浮與牽引系統(tǒng)分開，牽引系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)是永磁體陣列和長定子，無法在永磁體上開槽鋪設(shè)線圈，而且中速車長定子由樹脂灌封，不含硅鋼片等材料，無法產(chǎn)生齒槽效應(yīng)，繼而無法感應(yīng)出相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)的磁通。在懸浮系統(tǒng)中也無法實(shí)現(xiàn)磁通相對(duì)發(fā)電線圈運(yùn)動(dòng)，因此直線發(fā)電方案行不通。由于中速車車體與軌道間間隙較小，且安裝有各種零部件。因此如何能夠在中速磁浮列車上設(shè)置電磁感應(yīng)式非接觸耦合裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)中速磁浮列車的供電成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于上述技術(shù)難題，本專利技術(shù)提供一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置，能夠在中速磁浮列車現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上設(shè)置電磁感應(yīng)式非接觸耦合裝置，實(shí)現(xiàn)中速磁浮列車的供電，該裝置和方法與現(xiàn)有技術(shù)中公開的技術(shù)方案不同。在提供上述無線感應(yīng)檢測(cè)裝置的基礎(chǔ)上，還提供了一種包括上述非接觸供電耦合裝置的磁浮列車。本專利技術(shù)提供的磁浮列車非接觸供電耦合裝置，包括發(fā)射端和接收端，其中：接收端由多匝矩形線圈螺旋狀串聯(lián)而成，接收端通過與地面平行的接收端支架安裝在列車一側(cè)懸浮電磁鐵下方；發(fā)射端由兩根相互平行長直電纜構(gòu)成，兩根長直電纜的初始端與逆變器輸出端相連，兩根長直電纜的末端相連，發(fā)射端通過發(fā)射端支架與地面平行的安裝在導(dǎo)軌外側(cè)，所述導(dǎo)軌與安裝接收端的懸浮電磁鐵位于列車同側(cè)，所述發(fā)射端位于接收端的正下方。優(yōu)選地，所述發(fā)射端的兩根平行長直電纜間距20cm,接收端的矩形線圈短邊與列車前進(jìn)方向相垂直，短邊長度為發(fā)射端的兩根平行長直電纜間距的1-2倍。優(yōu)選地，所述發(fā)射端的兩根平行長直電纜的中心線和接收端的矩形線圈短邊的中心線重合。優(yōu)選地，所述發(fā)射端與接收端之間間隙值與懸浮電磁鐵與F軌之間間隙值之和等于預(yù)設(shè)值。優(yōu)選地，所述懸浮電磁鐵上設(shè)置有安裝孔，接收端支架在安裝孔處通過固定裝置與懸浮電磁鐵相連接。優(yōu)選地，所述接收端支架可以調(diào)節(jié)高度。優(yōu)選地，所述接收端的矩形線圈鋪設(shè)在由鐵氧體條和環(huán)氧樹脂條組成的矩形磁保護(hù)支架表面；在靠近矩形磁保護(hù)支架的內(nèi)鋪設(shè)與列車前進(jìn)方向垂直的鐵氧體條，其中靠近支架邊框處的鐵氧體條不間斷鋪設(shè)，其余部分鐵氧貼條均勻等間距鋪設(shè)；在矩形磁保護(hù)支架的中間位置部位，沿列車前進(jìn)方向鋪設(shè)兩道鐵氧體條，與列車前進(jìn)方向一致的鐵氧體條和與列車前進(jìn)方向垂直的鐵氧體條相連接，將與與列車前進(jìn)方向垂直的鐵氧體條間隔開，相鄰鐵氧體條間用環(huán)氧樹脂條隔開。優(yōu)選地，設(shè)置在懸浮轉(zhuǎn)向架上的懸浮傳感器還可以用于測(cè)量接收端與發(fā)射端之間的間隙。本專利技術(shù)提供的磁浮列車非接觸供電耦合裝置，可消除傳統(tǒng)的接觸式供電所造成的電火花、碳積、減少以及器件磨損。在不對(duì)車體進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)的前提下，采用電磁感應(yīng)式非接觸耦合裝置實(shí)現(xiàn)中速磁浮列車的非接觸式大功率供電，并且操作方便、節(jié)省空間、便于維修等。通過設(shè)置在列車懸浮架上的已有設(shè)備懸浮傳感器來獲取發(fā)射端與接收端間隙信息，避免專為耦合裝置配備傳感器部件，有效節(jié)省成本、降低車體自重與維護(hù)管理。本專利技術(shù)進(jìn)一步解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，在提供所述磁浮列車非接觸供電耦合裝置的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還提供一種包括非接觸供電耦合裝置的磁浮列車。優(yōu)選地，所述非接觸供電耦合裝置有多個(gè)，可設(shè)置在磁浮列車同側(cè)或兩側(cè)，多個(gè)非接觸供電耦合裝置采用串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。所述磁浮列車顯然具有前述磁浮列車非接觸供電耦合裝置的全部有益效果，在此不再贅述。附圖說明圖1為本專利技術(shù)提供的一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置安裝示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為本專利技術(shù)提供的一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)所述的一種懸浮傳感器安裝位置示意圖。具體實(shí)施方式為了使本
的人員更好地理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1和圖2，圖1為本專利技術(shù)提供的一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置安裝示意圖，圖2為圖1的左視圖。磁浮列車非接觸供電耦合裝置，包括發(fā)射端6和接收端3，其中：接收端3通過與地面平行的接收端支架2安裝在列車一側(cè)懸浮電磁鐵4下方，接收端3由多匝矩形線圈螺旋狀串聯(lián)而成，線圈的兩端與下級(jí)電力設(shè)備相連接，通過下級(jí)電力設(shè)備將高頻電流變?yōu)榈皖l電流提供給列車車載設(shè)備使用。接收端3的矩形線圈短邊與列車前進(jìn)方向相垂直，短邊長度為發(fā)射端的兩根平行長直電纜間距的1-2倍。矩形線圈材質(zhì)可以為銅條或者鋁條。發(fā)射端6由兩根相互平行長直電纜構(gòu)成，兩根長直電纜的初始端與逆變器輸出端相連，兩根長直電纜的末端相連，發(fā)射端6通過發(fā)射端支架7與地面平行的安裝在導(dǎo)軌8外側(cè)，所述導(dǎo)軌8與安裝接收端3的懸浮電磁鐵4位于列車同側(cè)，所述發(fā)射端6位于接收端3的正下方。所述發(fā)射端6的長直電纜可以分段鋪設(shè)，每段長直電纜的的初始端與逆變器輸出端相連，兩根長直電纜的末端相連。長直電纜的材質(zhì)可以為銅線或者鋁線，兩根平行長直電纜間距20cm。當(dāng)發(fā)射端6長直電纜中通交變電流時(shí)，會(huì)在發(fā)射端6四周形成交變磁場。當(dāng)接收端3的線圈靠近發(fā)射端6長直電纜時(shí)，接收端近似位于一個(gè)均勻分布的、突變的磁場之中，當(dāng)磁浮列車沿軌道運(yùn)行時(shí)，接收端3沿發(fā)射端6移動(dòng)，接收端線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過接收端線圈端子對(duì)外輸出交變電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)中速磁浮列車的供電。接收端3通過與地面平行的接收端支架2安裝在列車一側(cè)懸浮電磁鐵4下方，發(fā)射端6通過發(fā)射端支架7與地面平行的安裝在導(dǎo)軌8外側(cè)，即所述發(fā)射端6與接收端3相互平行安裝，考慮到不對(duì)磁浮列車車體進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)，根據(jù)功率需求大小，發(fā)射端與接收端可以在間距1-20mm間調(diào)節(jié)，優(yōu)選地，發(fā)射端與接收端之間間隙為10mm。在進(jìn)一步的方案中，所述發(fā)射端6與接收端3之間間隙值與懸浮電磁鐵4與F軌5之間間隙值之本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置，其特征在于，包括發(fā)射端和接收端，其中：接收端由多匝矩形線圈螺旋狀串聯(lián)而成，接收端通過與地面平行的接收端支架安裝在列車一側(cè)懸浮電磁鐵下方；發(fā)射端由兩根相互平行長直電纜構(gòu)成，兩根長直電纜的初始端與逆變器輸出端相連，兩根長直電纜的末端相連，發(fā)射端通過發(fā)射端支架與地面平行的安裝在導(dǎo)軌外側(cè)，所述導(dǎo)軌與安裝接收端的懸浮電磁鐵位于列車同側(cè)，所述發(fā)射端位于接收端的正下方。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種磁浮列車非接觸供電耦合裝置，其特征在于，包括發(fā)射端和接收端，其中：
接收端由多匝矩形線圈螺旋狀串聯(lián)而成，接收端通過與地面平行的接收端支架安裝在列車一側(cè)懸浮電磁鐵下方；
發(fā)射端由兩根相互平行長直電纜構(gòu)成，兩根長直電纜的初始端與逆變器輸出端相連，兩根長直電纜的末端相連，發(fā)射端通過發(fā)射端支架與地面平行的安裝在導(dǎo)軌外側(cè)，所述導(dǎo)軌與安裝接收端的懸浮電磁鐵位于列車同側(cè)，所述發(fā)射端位于接收端的正下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮列車非接觸供電耦合裝置，其特征在于，所述發(fā)射端的兩根平行長直電纜間距20cm,接收端的矩形線圈短邊與列車前進(jìn)方向相垂直，短邊長度為發(fā)射端的兩根平行長直電纜間距的1-2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁浮列車非接觸供電耦合裝置，其特征在于，所述發(fā)射端的兩根平行長直電纜的中心線和接收端的矩形線圈短邊的中心線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁浮列車非接觸供電耦合裝置，其特征在于，所述發(fā)射端與接收端之間間隙值與懸浮電磁鐵與F軌之間間隙值之和等于預(yù)設(shè)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁浮列車非接觸供電耦合裝置，其特征在于，所述懸浮電磁鐵上設(shè)置有安裝孔，接收端支架在安...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊鑫，龍志強(qiáng)，文艷暉，黃號(hào)凱，范成鑫，侯圣杰，矯巖峻，林志凱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43
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