[發明專利]超導長定子直線電機及其控制方法

有效

• 申請號: 202010794831.6
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112072885B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 馮瑤鑫;趙岸峰;袁賢珍;石煜;蘇軍貴;范祝霞;文艷暉;賀聰;楊曼莉
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02N15/00;B61C9/50;B61C17/12
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪

1.一種用于超導磁懸浮列車的超導長定子直線電機，包括：

安裝于列車轉向架軸線位置處的超導磁體，其用于在完成勵磁后在列車兩側產生極性相反的第一磁場，其中，所述超導磁體包括：

低溫容器，所述低溫容器為雙層中空腔體，所述低溫容器的內腔中充注儲冷物質，所述低溫容器的內腔壁與外腔壁之間通過支撐結構固定連接，所述低溫容器的外腔采用真空層；

第一超導線圈和第二超導線圈，所述第一超導線圈和第二超導線圈分別安裝在低溫容器內腔壁外側的左、右側；

多對長定子線圈，每對長定子線圈均勻鋪設于軌道兩側的凹槽內，所述長定子線圈的中心線與所述超導磁體內的線圈的中心線在同一水平面內，所述多對長定子線圈用于在軌道兩側分別形成沿軌道方向且極性相反的行波磁場，使得所述行波磁場在與所述第一磁場的耦合作用下產生作用于轉向架中心軸線方向的第一合力，以實現列車牽引制動，其中，每對所述長定子線圈包括：

分別位于軌道兩側的第一長定子線圈和第二長定子線圈，其中，通過分別向所述第一長定子線圈和第二長定子線圈通入相應的三相對稱交流電來產生所述行波磁場，并通過控制所述三相對稱交流電的相位和幅值來調整所述行波磁場的強度，從而控制所述列車的牽引力大小和行駛速度；

多對8字形線圈，每對8字形線圈位于所述超導磁體和所述每對長定子線圈之間，且單側8字形線圈固定于軌道凹槽的開口側邊緣處，用于在所述第一磁場的作用下產生用來控制列車處于平衡位置上的第二合力，以實現列車懸浮導向，其中，所述單側8字形線圈分別與其同側長定子線圈和所述超導磁體之間形成為氣隙通道，所述每對8字形線圈的鋪設間距為所述每對長定子線圈內每對單相線圈的鋪設極距的1/3。

2.根據權利要求1所述的超導長定子直線電機，其特征在于，所述每對8字形線圈按照預設間距鋪設于軌道兩側的凹槽內，所述每對8字形線圈包括分別位于軌道兩側的第一8字形線圈和第二8字形線圈，所述第一8字形線圈和第二8字形線圈的中心線處于第一水平面內，所述第一水平面位于所述超導磁體內的線圈的中心線所處的第二水平面的上方，其中，所述第一水平面和所述第二水平面的距離為預設的第一距離。

3.根據權利要求1所述的超導長定子直線電機，其特征在于，所述每對長定子線圈包括分別位于軌道兩側的第一長定子線圈和第二長定子線圈，所述第一長定子線圈和所述第二長定子線圈結構相同且以相同繞接方式與外接交流電源器連接，其中，所述長定子線圈包括并聯的第一單相線圈、第二單相線圈和第三單相線圈，所述第一單相線圈、所述第二單相線圈和所述第三單相線圈之間按預設極距沿軌道方向鋪設，并分別與外接交流電源器的U、V和W相連接，所述外接交流電源器所提供的交流電源為三相對稱交流電。

4.根據權利要求3所述的超導長定子直線電機，其特征在于，同組內的兩個長定子線圈分別通入第一相位的三相對稱交流電和第二相位的三相對稱交流電，其中，所述第一相位和所述第二相位的相位差為180°。

5.根據權利要求3所述的超導長定子直線電機，其特征在于，所述外接交流電源器為變流器，其中，同側軌道內相鄰的同相長定子線圈串聯。

6.根據權利要求1所述的超導長定子直線電機，其特征在于，所述第一超導線圈和第二超導線圈采用自閉合的短路線圈。

7.根據權利要求1～6中任一項所述的超導長定子直線電機，其特征在于，所述轉向架包括：

轉向架本體，其與列車車體的底部連接，所述轉向架本體的內部中心軸線位置處安裝有所述超導磁體；

支撐導向輪，其與列車U型軌道中間處的導向輪軌道的凹槽相匹配，用于在列車的行駛速度為預設的第一速度閾值范圍時作為所述列車的提供支撐和導向裝置。