[发明专利]适用于磁浮列车全速域运行的非接触供电装置

说明书

本发明涉及无线电能传输技术领域，公开了一种适用于磁浮列车全速域运行的非接触供电装置。其中，该装置包括设置在磁浮列车侧的车载电能接收线圈和车载超导线圈以及设置在地面轨道侧的地面电能发射线圈、地面推进线圈和地面零磁通线圈，所述车载超导线圈设置在磁浮列车上，所述车载电能接收线圈设置在所述车载超导线圈外表面上，所述地面电能发射线圈设置在低速域轨道段上，所述地面零磁通线圈设置在高速域轨道段上，所述地面电能发射线圈和所述地面零磁通线圈外表面上设置所述地面推进线圈。由此，可以实现磁悬浮列车在全速域运行状态下的非接触供电。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，尤其涉及一种适用于磁浮列车全速域运行的非接触供电装置。

背景技术

随着全球化的脚步加快，人们在选择交通方式时更加侧重于考虑便捷性、可靠性以及舒适性。为此，相较于飞机，磁悬浮列车成为今后最受瞩目的新型出行方式，并获得了广泛应用。2004年，德国Transrapid的第一个商业应用(上海磁悬浮列车)将上海30.5km的快速交通网络连接到上海浦东国际机场。日本MLX01是第一辆在山梨试验线上运营的磁悬浮列车，悬浮速度超过500km/h(试验最高速度为550km/h)。

然而，磁悬浮列车已有的实现全速域的车载电能传输装置均利用的是接触式供电与非接触式供电互补或者蓄电池与非接触供电互补的形式。其中，接触式供电与非接触式供电互补的形式容易发生磁浮列车在停车区间的意外触电事故；其次，接触式供电的集电靴与受电靴之间磨损剧烈需频繁更换，并且不适用于低真空管道的超高速磁浮列车的运行环境。蓄电池与非接触供电互补的形式尽管不存在意外触电以及真空适应性等问题，但是由于蓄电池承担着列车在低速段以及停车区间的车载供电任务，这无形中增加了车载蓄电池的重量，导致磁浮列车的载重增加，载客能力下降。

发明内容

本发明提供了一种适用于磁浮列车全速域运行的非接触供电装置，能够解决上述现有技术中的问题。

本发明提供了一种适用于磁浮列车全速域运行的非接触供电装置，其中，该装置包括设置在磁浮列车侧的车载电能接收线圈和车载超导线圈以及设置在地面轨道侧的地面电能发射线圈、地面推进线圈和地面零磁通线圈，所述车载超导线圈设置在磁浮列车上，所述车载电能接收线圈设置在所述车载超导线圈外表面上，所述地面电能发射线圈设置在低速域轨道段上，所述地面零磁通线圈设置在高速域轨道段上，所述地面电能发射线圈和所述地面零磁通线圈外表面上设置所述地面推进线圈。

优选地，该装置还包括发电控制器，用于使所述发电控制器侧的等效阻抗与所述车载电能接收线圈侧的等效阻抗共轭。

优选地，该装置还包括储能单元，连接在所述发电控制器的输出侧。

优选地，每个所述车载超导线圈外表面上设置四个所述车载电能接收线圈。

优选地，相邻两个所述车载超导线圈中的一个所述车载超导线圈上的四个所述车载电能接收线圈分别为U相、V相、W相和U相，另一个所述车载超导线圈上的四个所述车载电能接收线圈分别为-U相、-V相、-W相和-U相。

优选地，所述车载电能接收线圈和所述地面电能发射线圈为8字型线圈。

优选地，所述地面电能发射线圈的尺寸小于所述地面零磁通线圈的尺寸。

通过上述技术方案，可以在低速域轨道段通过地面电能发射线圈与车载电能接收线圈对磁浮列车进行供电，可以在高速域轨道段通过地面零磁通线圈与车载电能接收线圈对磁浮列车进行供电。由此，可以实现磁悬浮列车在全速域运行状态下的非接触供电。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。