專利名稱：高效磁浮列車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輛領(lǐng)域，特指一種高效磁浮列車用懸浮牽引綜合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，磁浮列車作為一種有著廣泛應(yīng)用前景的未來綠色交通工具，越來越得以推廣和應(yīng) 用。按速度劃分，磁浮列車分為高速和中低速磁浮列車，其中中低速磁浮列車是指速度 《150km/h，適用于城市或城郊的交通工具。傳統(tǒng)上，中低速磁浮列車采用U型懸浮電磁鐵懸 浮車體，直線感應(yīng)電機牽引方式，如圖1所示，懸浮電磁鐵10安裝在車體2上，F(xiàn)型軌道包 括鋼軌枕8和軌道梁9，車體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，從而把列車懸浮起來，其間還裝設(shè)有氣隙傳 感器ll。直線感應(yīng)電機初級4安裝于車體2上，通過在初級三相繞組施加三相電壓，產(chǎn)生行 波磁場，該磁場在直線感應(yīng)電機次級3上感應(yīng)渦流，次級渦流磁場與初級產(chǎn)生的磁場相互作 用，產(chǎn)生列車前進的牽引力。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，列車懸浮、牽引采用不同的獨立系統(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，研究和試驗表明，列車懸浮損耗與車輛重量比約為0.8kw/噸；(2)直線 感應(yīng)電機僅僅用于牽引，工作時，其產(chǎn)生的法向電磁力對列車懸浮造成干擾；在大多數(shù)情況 下，增加了懸浮負擔；(3)列車靜止和運行時，為了保證懸浮氣隙8mm，其推進用的直線感 應(yīng)電機氣隙較大，為11 mm，電機工作效率低、功率因數(shù)低；(4)列車運行時，要同時保證 懸浮、牽引兩種氣隙，大大提高了車輛和軌道制造要求，增加了建設(shè)成本；(5)懸浮和牽引 采用兩套獨立系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)備增多，造價增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu) 簡單緊湊、成本低廉、操作原理簡便、控制方便、節(jié)能效果好的高效磁浮列車用懸浮牽引綜 合系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
一種高效磁浮列車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、直線感應(yīng)電機支撐梁以及供電電源，所述直線感應(yīng)電機包括直線感應(yīng)電機次級和直 線感應(yīng)電機初級，所述懸浮牽引控制器、直線感應(yīng)電機初級和供電電源固定于車體上，直線感應(yīng)電機初級位于軌道下方，所述直線感應(yīng)電機次級呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。 作為本發(fā)明的進一步改進
所述直線感應(yīng)電機為采用短定子三相繞組的感應(yīng)電機，所述直線感應(yīng)電機初級采用普通 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)電機為采用基波與諧波結(jié)合供電方式的感應(yīng)電機。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于
1、 本發(fā)明高效磁浮列車用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，降低了電機工作氣隙，提高了電機工作效 率；去掉了懸浮電磁鐵，從而可降低列車的懸浮功耗，達到節(jié)能的目的；
2、 本發(fā)明將懸浮、牽引合一，減少了列車設(shè)備，降低了列車造價及后續(xù)運行維護費用；
3、 本發(fā)明列車運行時，懸浮、牽引兩種工作氣隙合一，降低了列車和軌道制造精度要求， 更有利于磁浮列車運行控制；
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供電，來產(chǎn)生和控制列車 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是具體實施例中采用輔助同心式分布繞組的連線示意圖。 圖例說明
I、 懸浮牽引控制器 3、直線感應(yīng)電機次級
5、 直線感應(yīng)電機支撐梁
7、轉(zhuǎn)向架模塊 9、軌道梁
II、 氣隙傳感器
具體實施例方式
以下將結(jié)合具體實施例和說明書附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
如圖3所示，為本發(fā)明的高效磁浮列車用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，它包括懸浮牽引控制器l、
2、車體
4、直線感應(yīng)電機初級
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、直線感應(yīng)電機支撐梁5以及供電電源，直線感應(yīng)電機包括直線感應(yīng)電機初級 4和直線感應(yīng)電機次級3，懸浮牽引控制器1、直線感應(yīng)電機初級4和供電電源固定于車體2 上與列車一起運動，且直線感應(yīng)電機初級4位于軌道的下方，直線感應(yīng)電機初級4通過直線 感應(yīng)電機支撐梁5支撐、固定。直線感應(yīng)電機次級3呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。直線感應(yīng)電機為 采用短定子三相繞組的感應(yīng)電機，該感應(yīng)電機初級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)電機初級4和直線感應(yīng)電機次級3之間法向吸 力與牽引力的比值，并保證不同運行速度下，提供列車足夠的懸浮用吸力。直線感應(yīng)電機為 采用基波與諧波結(jié)合的特殊供電方式的電機，基波電壓控制電機產(chǎn)生的牽引力大?。煌ㄟ^施 加某些特定諧波電壓，在不影響牽引力大小情況下，獨立控制直線感應(yīng)電機次級3和直線感 應(yīng)電機初級4之間吸力大小，達到列車穩(wěn)定懸浮的目的。其中通過數(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，當直線感應(yīng)電機初級4通以基波電壓時，產(chǎn)生牽引列車前進的推進力；通過控 制基波電壓，可達到控制牽引力大小的目的。當初級繞組通以基波電壓時，在直線感應(yīng)電機 次級3和直線感應(yīng)電機初級4之間還會產(chǎn)生法向吸引力，但該法向吸引力受控于牽引力。本 發(fā)明提出通過數(shù)字方法，另外在初級繞組施加某些特定諧波電壓，達到增加并控制法向吸引 力的目的。如對初級繞組施加三次諧波電壓或與電機同步速度一致的三相對稱交流電壓，將 不會產(chǎn)生前進方向的牽引力，但會產(chǎn)生直線感應(yīng)電機初級4和次級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，通過改變方波 與梯形波幅值比，同樣可改變電機初級繞組外施電壓的諧波成分，其5次、7次諧波電壓同 樣可改變電機初級、次級之間法向吸力大小。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡 屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本 發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種高效磁浮列車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、直線感應(yīng)電機支撐梁(5)以及供電電源，所述直線感應(yīng)電機包括直線感應(yīng)電機次級(3)和直線感應(yīng)電機初級(4)，所述懸浮牽引控制器(1)、直線感應(yīng)電機初級(4)和供電電源固定于車體(2)上，直線感應(yīng)電機初級(4)位于軌道下方，所述直線感應(yīng)電機次級(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用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，其特征在于所述直線感 應(yīng)電機為采用短定子三相繞組的感應(yīng)電機，所述直線感應(yīng)電機初級(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用懸浮牽引綜合系統(tǒng)，其特征在于所述直線感 應(yīng)電機為采用基波與諧波結(jié)合供電方式的感應(yīng)電機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效磁浮列車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、直線感應(yīng)電機支撐梁以及供電電源，所述直線感應(yīng)電機包括直線感應(yīng)電機次級和直線感應(yīng)電機初級，所述懸浮牽引控制器、直線感應(yīng)電機初級和供電電源固定于車體上，直線感應(yīng)電機初級位于軌道下方，所述直線感應(yīng)電機次級呈平板狀沿軌道鋪設(shè)。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、操作原理簡便、控制方便、節(jié)能效果好的高效磁浮列車用懸浮牽引綜合系統(tǒng)。
文檔編號B60L13/00GK101549653SQ200910043509
公開日2009年10月7日 申請日期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 申請人:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學