[發明專利]一種短定子磁浮列車三軌供電控制系統

有效

• 申請號: 201910019220.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109532567B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 李群湛;趙藝;黃小紅;解紹鋒;郭鍇;吳波
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60M1/30
• 分類號: B60M1/30
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明公開了一種短定子磁浮列車三軌供電控制系統，涉及磁浮列車供電和運行控制技術領域。該系統包括供電軌、與所述供電軌接觸的集電器、用于向磁浮列車三相驅動繞組供電的交直交變頻變壓裝置、磁浮列車三相驅動繞組，其中所述供電軌的第一供電軌、第二供電軌和第三供電軌構成三相交流供電回路，并沿磁浮線路兩側鋪設，由地面的交直交變頻變壓裝置供電，通過地面交直交變頻變壓裝置調頻、調壓供電實現磁浮列車驅動和運行控制，實現無人駕駛，并適于高低速運行。本發明通過改變系統的供電方式，優化系統結構，可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。

技術領域

本發明涉及磁浮列車供電與運行控制技術領域。

背景技術

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，在城市和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。

現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。

發明內容

本發明的目的是提供一種短定子磁浮列車三軌供電控制系統，通過改變傳統的供電方式，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進行磁浮列車運行的自動控制和無人駕駛，并適于高低速運行。