[實用新型]一種磁浮列車直線感應電機系統

有效

• 申請號: 201820854350.8
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN208369501U
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張昆侖;段家珩;王瀅;郭小舟;張文龍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02P25/18
• 分類號: H02P25/18;H02P25/062;H02P21/34;H02P21/00
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本實用新型公開了一種磁浮列車直線感應電機系統及其控制方法，電機系統包括直線感應電機的短定子、三相繞組、動子軌道以及控制器等部分。將所有繞組通過多個由控制器控制的開關進行耦合，控制器則以檢測逆變器輸出相電流與電壓的大小做為指令來操作開關改變繞組的連接方式。本實用新型的有益效果在于，通過分配多種不同的繞組連接狀態，使電機在啟動與低速運行階段通過過載獲得更大的推力與加速度，加速階段能夠更加充分地利用逆變器的輸出容量，使得列車可以在更短的時間加速至最大速度，同時在最大速度處有更高的剩余加速度。

技術領域

本實用新型涉及常導磁浮交通領域，具體涉及其驅動部分，特別是一種磁浮列車直線感應電機系統。

背景技術

在人們對軌道交通的需求日益發展的今天，磁懸浮軌道交通技術以其中低速運行的低噪聲性相比于地鐵有著不可替代的優勢。目前我國已經在湖南省長沙市建成一條時速100公里的低速磁浮商業運行線，運營狀況良好穩定，同時多個地方政府也均有推廣該技術的意向，這些現象證明了磁浮列車在軌道交通領域中的潛力。

中低速磁浮列車的驅動方式采用直線感應電機，相比于輪軌交通列車可以通過曲線半徑更小的軌道以及提供更強的爬坡能力，同樣直線感應電機在運行過程當中會存在其特有的邊端效應，使電機入端磁場衰減，出端存在反向行波，這些現象均會導致電機的輸出推力以及效率的減小，且隨著電機速度增大，負面影響越嚴重。目前中低速磁浮中使用的直線感應電機的效率大約為60％～70％，相比于旋轉異步電機有著較大的差距；另一方面，為了保證列車運行的安全性，磁浮系統中使用的直線感應電機全部采用大氣隙結構(最小11mm)，這導致了電機的功率因數較小。因此直線感應電機想要獲得更大的推力與剩余加速度，勢必需要更大的功耗以及采用更大容量的逆變器設備，這無疑會增加列車的制造成本與車載設備體積。

邊端效應使由于直線感應電機結構的特殊性造成的，結構與控制策略的優化只能一定程度的減小而不能從本質上解決該效應。因此采用直線感應電機驅動的磁浮列車在最高運行速度以及加速度上都有著難以逾越的瓶頸，在這樣的背景下，從供電端以及逆變器側進行技術探索，在不改變現有逆變器容量的前提下提高其容量利用率，使電機在啟動以及高速階段都能保持更高的推力和剩余加速度，是一種相當合理的手段。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種磁浮列車直線感應電機系統，在不改變逆變器容量的基礎上，使列車在啟動時以及低速段獲得更大推力，在高速段有更多剩余加速度的方法，從而使列車加速時間與距離有效縮短。

實現本實用新型目的的技術方案如下：

一種磁浮列車直線感應電機系統，包括

左側電機和右側電機各n臺；

每臺左側電機包括A相繞組LA、B相繞組LB和C相繞組LC，每臺右側電機包括A相繞組RA、B相繞組RB和C相繞組RC；

每臺左側電機的LA包括第一支路繞組和第二支路繞組，第一支路繞組的輸入端通過支路第一觸點KMX1連接到第二支路繞組的輸入端，第一支路繞組的輸出端通過支路第三觸點KMX3連接到第二支路繞組的輸出端，第一支路繞組的輸出端還通過支路第二觸點KMX2連接到第二支路繞組的輸入端；

每臺左側電機的LB或LC與LA結構相同，每臺右側電機的RA、RB或RC與左側電機的LA結構相同；

所有左側電機的同相繞組串聯后分別構成A相繞組LAL、B相繞組LBL和C相繞組LCL，所有右側電機的同相繞組串聯后分別構成A相繞組RAR、B相繞組RBR和C相繞組RCR；LAL、LBL和LCL的輸入端分別連接到車載逆變器的A相、B相和C相輸出端；