一種短定子磁浮列車五軌供電構造制造技術

本實用新型專利技術公開了一種短定子磁浮列車五軌供電構造，涉及磁浮列車供電和運行控制技術領域。該系統的第一供電軌、第二供電軌和第三供電軌構成三相交流供電回路，第四供電軌和第五供電軌構成直流供電回路，并沿磁浮線路兩側鋪設；交直交變頻變壓裝置經三相交流供電回路和集電器向磁浮列車三相驅動繞組供電，通過地面的交直交變頻變壓裝置調頻、調壓供電實現磁浮列車運行的自動控制，實現無人駕駛，并適于高低速運行；直流供電回路由地面的整流裝置供電，再經集電器向列車輔助用電設備供電。因此，本構造通過改變系統的供電方式，優化系統結構，有效地減輕車載設備重量，實現列車輕量化，提高承載效率，使短定子磁浮列車的優勢得到更好發揮。

A Power Supply Structure for Five Rails of Short Stator Maglev Train

【技術實現步驟摘要】
一種短定子磁浮列車五軌供電構造
本技術涉及磁浮列車供電

技術介紹
磁浮列車是一種利用電磁力抵消列車自重而實現懸浮的軌道交通工具，具有爬坡能力強、轉彎半徑小等優點，在城市與城際軌道交通運輸系統中具有很好的應用前景。磁浮列車的驅動有長定子和短定子兩種方式之分。長定子方式的磁浮列車采用長定子線性同步電機驅動，即電機定子三相交流繞組鋪設在地面線路兩側，并由設在地面變電所內的變流器(變頻變壓)提供動力電源，地面運行中心通過同步電機的同步控制來操控列車的運行。其優點是地面同步電機功率大，磁浮列車與長定子線路沒有機械接觸，適用于高速運行，但其缺點則是，由于沿線鋪設電機定子(長定子)繞組，其造價必然很高。短定子方式的磁浮列車則將線性異步電機定子三相繞組布置在車上(兩側)，相比電機定子三相繞組鋪設在地面線路兩側的長定子方式，車上的定子三相繞組就短得多，短定子方式因而得名。短定子方式的異步電機轉子由很薄的、鋪設在線路上(與車上定子位置相應)的鋁板構成，結構非常簡單，所以，短定子磁浮線路的造價遠低于長定子磁浮線路。這也是短定子磁浮列車的突出優點和受到歡迎的主要原因。但是，短定子磁浮列車也有顯著的缺點，首先是供電與受流問題：由于短定子磁浮列車的電機繞組在車上，所以提供動力電源的變流器(變頻變壓)也必須裝在車內，需要從地面給其供電，而現行方式是由地面供電軌和車上集電靴接觸完成對車上變流器的供電和受流的，列車的波動、振動會嚴重影響接觸性能，從而影響受流性能，并且列車速度越高，影響越大，因此盡管短定子方式造價很低，但不適于高速場合。為解決這一技術問題，申請人申報了申請號為201810660427.2的“一種磁浮列車三相供集電裝置”，可化解列車波動、振動對受流性能的不良影響，揚長避短，使造價低廉的短定子驅動磁浮列車能夠勝任高速線路，創造更高的性價比。其次，是列車自重與承載效率問題。懸浮軌的斷面形狀確定以后，單位長度的車載懸浮磁鐵的懸浮能力決定了磁浮列車的總承載能力，顯然，在總承載能力一定時，磁浮列車自重越小，載客能力就越大，磁浮列車的承載效率就越高。因此，提高承載效率就必須減小磁浮列車自重。其中，優化車載設備結構，減輕車載設備重量是減小磁浮列車自重、提高承載效率的有效方法之一。車載設備的重點是車載電氣設備，它主要包括牽引逆變器和輔助用電設備，一方面其重量是車載電氣設備的主要重量，另一方面其散熱風機的噪聲也是車載設備的主要噪聲?，F在要解決的技術問題是，通過改變系統的供電方式，優化系統結構，一方面，可以減輕車載設備重量，提高承載效率，另一方面，可以實現磁浮列車運行的地面控制和無人駕駛。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種短定子磁浮列車五軌供電構造，通過改變系統的供電方式，優化系統結構，有效地減輕車載設備重量，實現列車輕量化，提高承載效率，使短定子磁浮列車的優勢得到更好發揮，同時通過地面供電直接實現磁浮列車運行的自動控制和無人駕駛，并適于高低速運行。本技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種短定子磁浮列車五軌供電構造，該構造包括供電軌、集電器、交直交變頻變壓裝置、整流裝置、磁浮列車三相驅動繞組和輔助用電設備；所述供電軌分為三相交流供電軌和直流供電軌；所述三相交流供電軌主要由第一供電軌、第二供電軌和第三供電軌分別沿磁浮線路鋪設而成，所述直流供電軌主要由第四供電軌和第五供電軌分別沿磁浮線路鋪設而成；所述集電器分為三相交流集電器和直流集電器；所述三相交流集電器由第一集電器、第二集電器和第三集電器構成；所述直流集電器由第四集電器和第五集電器構成；所述第一供電軌、所述第二供電軌和所述第三供電軌由地面的交直交變頻變壓裝置供電，所述第四供電軌和所述第五供電軌由地面的整流裝置供電；所述三相交流集電器一端分別與磁浮列車上的磁浮列車三相驅動繞組三相端子連接，其另一端分別與所述第一供電軌、第二供電軌和第三供電軌接觸受電；所述交直交變頻變壓裝置通過第一供電軌和第一集電器、第二供電軌和第二集電器、第三供電軌和第三集電器向所述磁浮列車三相驅動繞組供電并控制磁浮列車的啟停和運行；所述直流集電器一端分別與磁浮列車上的輔助用電設備正負極連接，其另一端分別與所述第四供電軌和所述第五供電軌接觸受電。優選地，所述三相交流供電軌沿磁浮線路鋪設，并分成若干分段，每分段通過獨立的交直交變頻變壓裝置供電，便于分段控制磁浮列車。優選地，所述三相交流供電軌沿磁浮線路鋪設，所述三相交流供電軌中任意兩條供電軌分成若干分段，每分段通過獨立的交直交變頻變壓裝置供電，便于分段控制磁浮列車。優選地，所述磁浮列車的輔助用電設備包括懸浮控制器、空調、照明等設備；所述輔助用電設備與整流裝置采用同一電壓等級。進一步優選地，所述三相交流集電器和所述直流集電器均安裝于列車轉向架端頭或轉向架兩側且分別與磁浮列車轉向架絕緣，其中所述三相交流集電器的第一集電器、第二集電器和第三集電器三者相互絕緣，所述直流集電器的第四集電器和第五集電器相互絕緣。更進一步優選地，所述三相交流供電軌中第一供電軌、第二供電軌和第三供電軌的任意一個接地。所述直流供電軌中第四供電軌和第五供電軌的任意一個接地，一般選擇負極接地。優選地，所述交直交變頻變壓裝置和所述整流裝置均通過變電所三相電纜供電。與現有技術相比，本技術的有益效果是：一、沿磁浮線路鋪設五個供電軌，其中三個供電軌構成三相交流供電軌，另兩個構成直流供電軌，實現系統供電結構與供電方式的最優化；地面交直交變頻變壓裝置經三相交流供電軌給磁浮列車三相驅動繞組供電，通過變頻變壓控制磁浮列車啟停和運行速度，地面整流裝置經直流供電軌提供磁浮列車輔助用電，取消車載逆變器和輔助電源，可以有效減少磁浮列車自重，實現列車輕量化，提高承載效率，并有利于將磁浮列車的速度提升，使短定子磁浮列車優勢得到更好發揮。二、地面交直交變頻變壓裝置經三相交流供電軌給磁浮列車三相驅動繞組供電直接進行磁浮列車驅動和運行的自動控制和無人駕駛，實現智能化控制和運行。三、本技術的供電軌造價遠遠低于長定子造價，經濟性能好。四、輔助用電設備采用同一電壓等級，無需車載設備中間進行電壓變換，方便、簡潔。五、車載逆變器和輔助電源的取消還可省卻磁浮列車散熱風機，從而噪聲也將大大降低。六、交直交變頻變壓裝置和整流裝置均不在電網中產生負序電流，確保電能質量。七、技術先進，性能優越，易于實施。附圖說明圖1是本技術實施例一的結構示意圖。圖2是本技術實施例二的結構示意圖。圖3是本技術實施例三的結構示意圖。具體實施方式為了更好理解本技術創造思路，現簡要說明本技術的工作原理為：與既有短定子磁浮列車相比，可以取消牽引逆變器和輔助用電設備等車載電氣設備，有效減輕列車自重，提高承載效率，同時將大容量的驅動(牽引)用電和小容量輔助用電分開，并分別由三相交流和直流供電，取長補短，協調供電，實現供電結構與供電方式的最優化，通過三相交流回路調頻、調壓供電，實現磁浮列車驅動和運行控制，實現無人駕駛，更好發揮短定子磁浮列車的優勢，并適于高低速運行。下面結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步的描述。實施例一如圖1所示，本技術實施例提供了一種短定子磁浮列車五軌供電構造，該構造包括地面設置的交直交變頻變壓裝置5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種短定子磁浮列車五軌供電構造，包括交直交變頻變壓裝置(5)、整流裝置(6)、供電軌、集電器、磁浮列車三相驅動繞組(8)和輔助用電設備(9)；其特征在于：所述供電軌包括三相交流供電軌(1)和直流供電軌(2)；所述三相交流供電軌(1)由第一供電軌(1a)、第二供電軌(1b)和第三供電軌(1c)均沿磁浮線路分別鋪設而成，所述直流供電軌(2)由第四供電軌(2a)和第五供電軌(2b)均沿磁浮線路分別鋪設而成；所述集電器包括三相交流集電器(3)和直流集電器(4)；所述三相交流集電器(3)包括第一集電器(3a)、第二集電器(3b)和第三集電器(3c)；所述直流集電器(4)包括第四集電器(4a)和第五集電器(4b)；所述第一供電軌(1a)、所述第二供電軌(1b)和所述第三供電軌(1c)由地面的交直交變頻變壓裝置(5)供電，所述第四供電軌(2a)和所述第五供電軌(2b)由地面的整流裝置(6)供電；所述三相交流集電器(3)一端分別與磁浮列車(7)上的磁浮列車三相驅動繞組(8)三相端子連接，其另一端分別與所述第一供電軌(1a)、第二供電軌(1b)和第三供電軌(1c)接觸受電；所述交直交變頻變壓裝置(5)通過第一供電軌(1a)和第一集電器(3a)、第二供電軌(1b)和第二集電器(3b)、第三供電軌(1c)和第三集電器(3c)向所述磁浮列車三相驅動繞組(8)供電并控制磁浮列車(7)的啟停和運行；所述直流集電器(4)一端分別與磁浮列車(7)上的輔助用電設備(9)正負極連接，其另一端分別與所述第四供電軌(2a)和所述第五供電軌(2b)接觸受電。...

【技術特征摘要】
1.一種短定子磁浮列車五軌供電構造，包括交直交變頻變壓裝置(5)、整流裝置(6)、供電軌、集電器、磁浮列車三相驅動繞組(8)和輔助用電設備(9)；其特征在于：所述供電軌包括三相交流供電軌(1)和直流供電軌(2)；所述三相交流供電軌(1)由第一供電軌(1a)、第二供電軌(1b)和第三供電軌(1c)均沿磁浮線路分別鋪設而成，所述直流供電軌(2)由第四供電軌(2a)和第五供電軌(2b)均沿磁浮線路分別鋪設而成；所述集電器包括三相交流集電器(3)和直流集電器(4)；所述三相交流集電器(3)包括第一集電器(3a)、第二集電器(3b)和第三集電器(3c)；所述直流集電器(4)包括第四集電器(4a)和第五集電器(4b)；所述第一供電軌(1a)、所述第二供電軌(1b)和所述第三供電軌(1c)由地面的交直交變頻變壓裝置(5)供電，所述第四供電軌(2a)和所述第五供電軌(2b)由地面的整流裝置(6)供電；所述三相交流集電器(3)一端分別與磁浮列車(7)上的磁浮列車三相驅動繞組(8)三相端子連接，其另一端分別與所述第一供電軌(1a)、第二供電軌(1b)和第三供電軌(1c)接觸受電；所述交直交變頻變壓裝置(5)通過第一供電軌(1a)和第一集電器(3a)、第二供電軌(1b)和第二集電器(3b)、第三供電軌(1c)和第三集電器(3c)向所述磁浮列車三相驅動繞組(8)供電并控制磁浮列車(7)的啟停和運行；所述直流集電器(4)一端分別與磁浮列車(7)上的輔助用電設備...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李群湛，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：新型
國別省市：四川,51