[发明专利]一种短定子磁浮列车三轨供电控制系统

说明书

本发明公开了一种短定子磁浮列车三轨供电控制系统，涉及磁浮列车供电和运行控制技术领域。该系统包括供电轨、与所述供电轨接触的集电器、用于向磁浮列车三相驱动绕组供电的交直交变频变压装置、磁浮列车三相驱动绕组，其中所述供电轨的第一供电轨、第二供电轨和第三供电轨构成三相交流供电回路，并沿磁浮线路两侧铺设，由地面的交直交变频变压装置供电，通过地面交直交变频变压装置调频、调压供电实现磁浮列车驱动和运行控制，实现无人驾驶，并适于高低速运行。本发明通过改变系统的供电方式，优化系统结构，可有效地减轻车载设备重量，实现列车轻量化，提高承载效率，使短定子磁浮列车的优势得到更好发挥。

技术领域

本发明涉及磁浮列车供电与运行控制技术领域。

背景技术

磁浮列车是一种利用电磁力抵消列车自重而实现悬浮的轨道交通工具，具有爬坡能力强、转弯半径小等优点，在城市和城际轨道交通运输系统中具有很好的应用前景。

磁浮列车的驱动有长定子和短定子两种方式之分。长定子方式的磁浮列车采用长定子线性同步电机驱动，即电机定子三相交流绕组铺设在地面线路两侧，并由设在地面变电所内的变流器(变频变压)提供动力电源，地面运行中心通过同步电机的同步控制来操控列车的运行。其优点是地面同步电机功率大，磁浮列车与长定子线路没有机械接触，适用于高速运行，但其缺点则是，由于沿线铺设电机定子(长定子)绕组，其造价必然很高。短定子方式的磁浮列车则将线性异步电机定子三相绕组布置在车上(两侧)，相比电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧的长定子方式，车上的定子三相绕组就短得多，短定子方式因而得名。短定子方式的异步电机转子由很薄的、铺设在线路上(与车上定子位置相应)的铝板构成，结构非常简单，所以，短定子磁浮线路的造价远低于长定子磁浮线路。这也是短定子磁浮列车的突出优点和受到欢迎的主要原因。但是，短定子磁浮列车也有显著的缺点，首先是供电与受流问题：由于短定子磁浮列车的电机绕组在车上，所以提供动力电源的变流器(变频变压)也必须装在车内，需要从地面给其供电，而现行方式是由地面供电轨和车上集电靴接触完成对车上变流器的供电和受流的，列车的波动、振动会严重影响接触性能，从而影响受流性能，并且列车速度越高，影响越大，因此尽管短定子方式造价很低，但不适于高速场合。为解决这一技术问题，申请人申报了申请号为201810660427.2的“一种磁浮列车三相供集电装置”，可化解列车波动、振动对受流性能的不良影响，扬长避短，使造价低廉的短定子驱动磁浮列车能够胜任高速线路，创造更高的性价比。其次，是列车自重与承载效率问题。悬浮轨的断面形状确定以后，单位长度的车载悬浮磁铁的悬浮能力决定了磁浮列车的总承载能力，显然，在总承载能力一定时，磁浮列车自重越小，载客能力就越大，磁浮列车的承载效率就越高。因此，提高承载效率就必须减小磁浮列车自重。其中，优化车载设备结构，减轻车载设备重量是减小磁浮列车自重、提高承载效率的有效方法之一。车载设备的重点是车载电气设备，它主要包括牵引逆变器和辅助用电设备，一方面其重量是车载电气设备的主要重量，另一方面其散热风机的噪声也是车载设备的主要噪声。

现在要解决的技术问题是，通过改变系统的供电方式，优化系统结构，一方面，可以减轻车载设备重量，提高承载效率，另一方面，可以实现磁浮列车运行的地面控制和无人驾驶。

发明内容

本发明的目的是提供一种短定子磁浮列车三轨供电控制系统，通过改变传统的供电方式，优化系统结构，有效地减轻车载设备重量，实现列车轻量化，提高承载效率，使短定子磁浮列车的优势得到更好发挥，同时通过地面供电直接进行磁浮列车运行的自动控制和无人驾驶，并适于高低速运行。