[發(fā)明專利]高速軌道及輪軌列車

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810044801.2
• 申請(qǐng)日: 2008-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN101513844A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李葛亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李葛亮
• 主分類號(hào): B60L13/03
• 分類號(hào): B60L13/03;B60M3/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

此發(fā)明屬于軌道交通領(lǐng)域，具體包括高速軌道及輪軌列車。

背景技術(shù)

世界上第一條電氣化鐵路，是德國(guó)的西門子公司和哈爾斯克公司于1879年在柏林貿(mào)易展覽會(huì)上鋪設(shè)的，長(zhǎng)300米，軌距為1000毫米。此后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、鐵路運(yùn)量的增長(zhǎng)和對(duì)能源利用率的重視，全世界電氣化鐵路營(yíng)業(yè)里程逐年增加。電氣化鐵路是由電力機(jī)車和牽引供電裝置組成的，電力機(jī)車本身不攜帶能源，靠外部電力系統(tǒng)經(jīng)過(guò)牽引供電裝置供給其電能。牽引供電裝置一般分成牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分，所以又稱電力機(jī)車、牽引變電所和接觸網(wǎng)為電氣化鐵道的“三大元件”。

由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置，沒有備用，線路上的負(fù)荷又是隨著電力機(jī)車的運(yùn)行而沿接觸線移動(dòng)和變化的，對(duì)接觸網(wǎng)至少有以下要求：1.在高速運(yùn)行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機(jī)車正常取流，要求接觸網(wǎng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性；2.要求接觸網(wǎng)對(duì)地絕緣好，安全可靠，應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量廷長(zhǎng)設(shè)備的使用年限。在接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中，為了保證接觸線在一定張力的情況下不斷線，要求每年至少要進(jìn)行一次接觸線磨耗測(cè)量，當(dāng)接觸網(wǎng)接觸線磨耗到一定程度時(shí)應(yīng)當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)或更換。若發(fā)現(xiàn)全錨段接觸線平均磨耗超過(guò)該型接觸線截面積的25％時(shí)，應(yīng)當(dāng)全部更換。平均磨耗沒達(dá)到25％，局部磨耗超過(guò)30％時(shí)可局部補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)局部磨耗達(dá)到40％時(shí)應(yīng)切換。

在傳統(tǒng)的輪軌鐵路中，車輛所獲得的牽引力、導(dǎo)向力和支承力均依靠輪軌相互作用獲得，機(jī)車的牽引動(dòng)力都來(lái)自于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，傳統(tǒng)電氣化鐵路其缺點(diǎn)在于：1.電力機(jī)車的受電弓和接觸網(wǎng)由于磨損需要經(jīng)常檢修、更換；2.輪軌之間的粘著系數(shù)隨列車速度的增加而減小，走行阻力卻隨列車速度的增加而增加，當(dāng)車速增至粘著系數(shù)曲線和走行阻力曲線的交點(diǎn)時(shí)，就達(dá)到了極限。飛機(jī)的起飛速度在430公里左右，故TGV、ICE和新干線等高速機(jī)車技術(shù)在速度上已沒有多大潛力；3.列車速度越大，列車發(fā)生脫的風(fēng)險(xiǎn)越大。

磁懸浮技術(shù)的研究源于德國(guó)，1922年德國(guó)工程師赫爾曼·肯佩爾提出了電磁懸浮原理，并于1934年申請(qǐng)了磁懸浮列車的專利，發(fā)明時(shí)間晚于鐵路。目前磁懸浮系統(tǒng)的最大實(shí)驗(yàn)速度是581公里。懸浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要分為兩個(gè)方向，分別是德國(guó)所采用的常導(dǎo)型(TR系統(tǒng))和日本所采用的超導(dǎo)型(MLX系統(tǒng))，從懸浮技術(shù)上講就是電磁懸浮系統(tǒng)(EMS)和電力懸浮系統(tǒng)(EDS)。磁懸浮交通其主要缺點(diǎn)在于：1.由于磁懸浮系統(tǒng)是以電磁力實(shí)現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能的，斷電后磁懸浮的安全保障措施，尤其是停電后列車的制動(dòng)問題仍然是要解決的問題，其高速穩(wěn)定性和可靠性還需很長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)；2.上述系統(tǒng)中的磁懸浮軌道與傳統(tǒng)輪軌鐵路在驅(qū)動(dòng)、支承(懸浮)、導(dǎo)向和道岔等方面的原理和所采用技術(shù)完全不同，因此不能彼此相互兼容連接形成交通網(wǎng)，只能應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交通運(yùn)輸，且基建成本高昂。

根據(jù)定子長(zhǎng)度的不同，直線電機(jī)可以劃分為長(zhǎng)定子直線電機(jī)和短定子直線電機(jī)。長(zhǎng)定子直線電機(jī)目前還只被應(yīng)用于磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)，且目前的直線電機(jī)至少需要三條導(dǎo)線，使用三相交流電為導(dǎo)線輪流通電產(chǎn)生移動(dòng)磁場(chǎng)與磁懸浮列車上的轉(zhuǎn)子磁組相互作用，為列車提供牽引力。長(zhǎng)定子直線電機(jī)的定子(初級(jí)線圈)設(shè)置在導(dǎo)軌上的如TR系統(tǒng)和MLX系統(tǒng)，其定子繞組可以無(wú)限長(zhǎng)地鋪設(shè)，故稱為“長(zhǎng)定子”；短定子直線電機(jī)的定子設(shè)置在車輛上，如日本的HSST系統(tǒng)，由于其長(zhǎng)度受列車長(zhǎng)度的限制，故稱為“短定子”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要在于提供能與普通鐵路相互兼容的、安全的、環(huán)保的、高速軌道及輪軌列車。

本發(fā)明的技術(shù)解決方法如下：

高速軌道的基本特征在于，高速軌道中鋪設(shè)有兩條相互平行的、具有鐵磁性的、主要成分為金屬的金屬軌(1、2)，其可與磁體相互吸引；虛擬面(W)為兩條金屬軌(1、2)的對(duì)稱面；高速軌道中至少設(shè)置有兩條直線電機(jī)的電線，其成曲折形饒成長(zhǎng)定子繞組。

一種高速軌道的特征還在于，多個(gè)成一排設(shè)置的繞組支座(L)，其具有垂直于縱向方向、相互基本上等間距的槽(L1、L2、L3……)，至少兩條直線電機(jī)的電線其成曲折形饒成長(zhǎng)定子繞組(E)，并部分地設(shè)置于繞組支座(L)的槽(L1、L2、L3……)中構(gòu)成一條長(zhǎng)定子軌道；高速軌道內(nèi)有一條上述長(zhǎng)定子軌道被設(shè)置位于兩條金屬軌(1、2)之間的中部。

一種高速軌道的特征還在于，多個(gè)成一排設(shè)置的繞組支座(L)，其具有垂直于縱向方向、相互基本上等間距的槽(L1、L2、L3……)，至少一條直線電機(jī)的電線其成曲折形饒成長(zhǎng)定子繞組(E)，并部分地設(shè)置于繞組支座(L)的槽(L1、L2、L3……)中構(gòu)成一條長(zhǎng)定子軌道；高速軌道內(nèi)有兩條上述長(zhǎng)定子軌道基本關(guān)于虛擬面(W)對(duì)稱。