專(zhuān)利名稱(chēng)：高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到磁懸浮車(chē)輛領(lǐng)域，特指一種高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，磁浮列車(chē)作為一種有著廣泛應(yīng)用前景的未來(lái)綠色交通工具，越來(lái)越得以推廣和應(yīng) 用。按速度劃分，磁浮列車(chē)分為高速和中低速磁浮列車(chē)，其中中低速磁浮列車(chē)是指速度 《150km/h，適用于城市或城郊的交通工具。傳統(tǒng)上，中低速磁浮列車(chē)采用U型懸浮電磁鐵懸 浮車(chē)體，直線感應(yīng)電機(jī)牽引方式，如圖1所示，懸浮電磁鐵10安裝在車(chē)體2上，F(xiàn)型軌道包 括鋼軌枕8和軌道梁9，車(chē)體2與轉(zhuǎn)向架模塊7之間設(shè)有空氣彈簧6。在懸浮控制器12的控 制下，當(dāng)懸浮電磁鐵10的線圈通電后，產(chǎn)生沿U型鐵芯和F型軌道上鐵芯流通的磁通，直接 按該磁通使懸浮電磁鐵IO與F型軌道相互吸引，從而把列車(chē)懸浮起來(lái)，其間還裝設(shè)有氣隙傳 感器ll。直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4安裝于車(chē)體2上，通過(guò)在初級(jí)三相繞組施加三相電壓，產(chǎn)生行 波磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)3上感應(yīng)渦流，次級(jí)渦流磁場(chǎng)與初級(jí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作 用，產(chǎn)生列車(chē)前進(jìn)的牽引力。懸浮、牽引兩套系統(tǒng)供電控制如下圖2所示。在這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 中，列車(chē)懸浮、牽引采用不同的獨(dú)立系統(tǒng)，不足之處在于(I)懸浮電磁鐵IO線圈存在電阻， 通電流后存在損耗，研究和試驗(yàn)表明，列車(chē)懸浮損耗與車(chē)輛重量比約為0.8kw/噸；(2)直線 感應(yīng)電機(jī)僅僅用于牽引，工作時(shí)，其產(chǎn)生的法向電磁力對(duì)列車(chē)懸浮造成干擾；在大多數(shù)情況 下，增加了懸浮負(fù)擔(dān)；(3)列車(chē)靜止和運(yùn)行時(shí)，為了保證懸浮氣隙8mm，其推進(jìn)用的直線感 應(yīng)電機(jī)氣隙較大，為11 mm，電機(jī)工作效率低、功率因數(shù)低；(4)列車(chē)運(yùn)行時(shí)，要同時(shí)保證 懸浮、牽引兩種氣隙，大大提高了車(chē)輛和軌道制造要求，增加了建設(shè)成本；(5)懸浮和牽引 采用兩套獨(dú)立系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備增多，造價(jià)增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、操作原理簡(jiǎn)便、控制方便、節(jié)能效果好的高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜 合系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
一種高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，其特征在于它包括懸浮牽引控制器、直線感 應(yīng)電機(jī)、直線感應(yīng)電機(jī)支撐梁以及供電電源，所述直線感應(yīng)電機(jī)包括直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)和直 線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)，所述懸浮牽引控制器、直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)和供電電源固定于車(chē)體上，直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)位于軌道下方，所述直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)
所述直線感應(yīng)電機(jī)為采用短定子三相繞組的感應(yīng)電機(jī)，所述直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)采用普通 分布式疊繞組并設(shè)有輔助同心式分布繞組。
所述直線感應(yīng)電機(jī)為采用基波與諧波結(jié)合供電方式的感應(yīng)電機(jī)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于
1、 本發(fā)明高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，降低了電機(jī)工作氣隙，提高了電機(jī)工作效 率；去掉了懸浮電磁鐵，從而可降低列車(chē)的懸浮功耗，達(dá)到節(jié)能的目的；
2、 本發(fā)明將懸浮、牽引合一，減少了列車(chē)設(shè)備，降低了列車(chē)造價(jià)及后續(xù)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；
3、 本發(fā)明列車(chē)運(yùn)行時(shí)，懸浮、牽引兩種工作氣隙合一，降低了列車(chē)和軌道制造精度要求， 更有利于磁浮列車(chē)運(yùn)行控制；
4、 本發(fā)明利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，巧妙地將諧波電壓用于電機(jī)供電，來(lái)產(chǎn)生和控制列車(chē) 懸浮力。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)中供電原理示意圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明中供電原理示意圖5是具體實(shí)施例中采用普通分布式疊繞組的連線示意圖； 圖6是具體實(shí)施例中采用輔助同心式分布繞組的連線示意圖。 圖例說(shuō)明
I、 懸浮牽引控制器 3、直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)
5、 直線感應(yīng)電機(jī)支撐梁
7、轉(zhuǎn)向架模塊 9、軌道梁
II、 氣隙傳感器
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合具體實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖3所示，為本發(fā)明的高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，它包括懸浮牽引控制器l、
2、車(chē)體
4、直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)
6、空氣彈簧
8、鋼軌枕 10、懸浮電磁鐵 12、懸浮控制器直線感應(yīng)電機(jī)、直線感應(yīng)電機(jī)支撐梁5以及供電電源，直線感應(yīng)電機(jī)包括直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí) 4和直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)3，懸浮牽引控制器1、直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4和供電電源固定于車(chē)體2 上與列車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，且直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4位于軌道的下方，直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4通過(guò)直線 感應(yīng)電機(jī)支撐梁5支撐、固定。直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)3呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。直線感應(yīng)電機(jī)為 采用短定子三相繞組的感應(yīng)電機(jī)，該感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4除普通分布式疊繞組外，還設(shè)有輔助同 心式分布繞組。如圖5所示，為普通分布式疊繞組連線示意圖；如圖6所示，為輔助同心式 分布繞組連線示意圖。這樣可以增加直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4和直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)3之間法向吸 力與牽引力的比值，并保證不同運(yùn)行速度下，提供列車(chē)足夠的懸浮用吸力。直線感應(yīng)電機(jī)為 采用基波與諧波結(jié)合的特殊供電方式的電機(jī)，基波電壓控制電機(jī)產(chǎn)生的牽引力大?。煌ㄟ^(guò)施 加某些特定諧波電壓，在不影響牽引力大小情況下，獨(dú)立控制直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)3和直線感 應(yīng)電機(jī)初級(jí)4之間吸力大小，達(dá)到列車(chē)穩(wěn)定懸浮的目的。其中通過(guò)數(shù)字方法，懸浮/牽引合一 供電電源除產(chǎn)生基波電壓外，還產(chǎn)生本綜合系統(tǒng)需要的特定諧波電壓。
工作時(shí)，當(dāng)直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4通以基波電壓時(shí)，產(chǎn)生牽引列車(chē)前進(jìn)的推進(jìn)力；通過(guò)控 制基波電壓，可達(dá)到控制牽引力大小的目的。當(dāng)初級(jí)繞組通以基波電壓時(shí)，在直線感應(yīng)電機(jī) 次級(jí)3和直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4之間還會(huì)產(chǎn)生法向吸引力，但該法向吸引力受控于牽引力。本 發(fā)明提出通過(guò)數(shù)字方法，另外在初級(jí)繞組施加某些特定諧波電壓，達(dá)到增加并控制法向吸引 力的目的。如對(duì)初級(jí)繞組施加三次諧波電壓或與電機(jī)同步速度一致的三相對(duì)稱(chēng)交流電壓，將 不會(huì)產(chǎn)生前進(jìn)方向的牽引力，但會(huì)產(chǎn)生直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)4和次級(jí)3之間的法向吸引力；且 該法向力大小與所施加的特定諧波電壓大小有關(guān)。采用梯形波+方波調(diào)制方法，通過(guò)改變方波 與梯形波幅值比，同樣可改變電機(jī)初級(jí)繞組外施電壓的諧波成分，其5次、7次諧波電壓同 樣可改變電機(jī)初級(jí)、次級(jí)之間法向吸力大小。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡 屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，其特征在于它包括懸浮牽引控制器(1)、直線感應(yīng)電機(jī)、直線感應(yīng)電機(jī)支撐梁(5)以及供電電源，所述直線感應(yīng)電機(jī)包括直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)(3)和直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)(4)，所述懸浮牽引控制器(1)、直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)(4)和供電電源固定于車(chē)體(2)上，直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)(4)位于軌道下方，所述直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)(3)呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，其特征在于所述直線感 應(yīng)電機(jī)為采用短定子三相繞組的感應(yīng)電機(jī)，所述直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)(4)采用普通分布式疊繞 組并設(shè)有輔助同心式分布繞組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，其特征在于所述直線感 應(yīng)電機(jī)為采用基波與諧波結(jié)合供電方式的感應(yīng)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，它包括懸浮牽引控制器、直線感應(yīng)電機(jī)、直線感應(yīng)電機(jī)支撐梁以及供電電源，所述直線感應(yīng)電機(jī)包括直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)和直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)，所述懸浮牽引控制器、直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)和供電電源固定于車(chē)體上，直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)位于軌道下方，所述直線感應(yīng)電機(jī)次級(jí)呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、操作原理簡(jiǎn)便、控制方便、節(jié)能效果好的高效磁浮列車(chē)用懸浮牽引綜合系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60L13/00GK101549653SQ200910043509
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者劉少克, 杰 李, 陳貴榮 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)