[发明专利]一种适用于高速磁悬浮列车直线电机的牵引供电系统

说明书

本发明公开了一种适用于高速磁悬浮列车直线电机的牵引供电系统，牵引供电系统的每个供电区间包括第一牵引变电站、第二牵引变电站、第一切换开关站、第二切换开关站、n段第一供电连接母排、n段第二供电连接母排、分段开关、第一直线电机定子、第二直线电机定子及中间连接母排，分段开关中包括2n个开关单元，第一直线电机定子包括2n段第一直线电机定子单元，第二直线电机定子包括2n段第二直线电机定子单元。采用短距加速方式的牵引供电结构，避免长线运行的庞大系统构成，同时也能满足高速磁悬浮列车最高运行速度的需求，本发明可有效降低整个牵引供电系统的成本。

技术领域

本发明属于磁悬浮牵引供电系统技术领域，具体涉及一种适用于高速磁悬浮列车直线电机的牵引供电系统。

背景技术

由于受空气阻力、轮轨黏着、运行噪声等问题的限制，在现有的技术水平下，传统的轮轨式轨道交通难以经济地实现运营速度大幅度提高。为了满足更高经济运行速度的需求，利用磁悬浮技术将列车悬浮在轨道上并进行导向，再采用直线电机进行加速牵引是未来更高速度轨道交通技术发展的重要方向。高速磁悬浮轨道交通是目前世界上最快的陆上轨道交通工具，其速度介于高铁和飞机之间，当前世界纪录为日本山梨线603km/h。

与传统的轮轨式轨道交通由接触网供电不同，高速磁悬浮牵引供电系统通过给地面直线电机长定子绕组供电提供列车运动所需的电能。正因为高速磁悬浮的牵引驱动系统铺设在地面，运行速度越高，所需的轨道越长，如日本山梨线轨道长达四十几公里，整个牵引供电系统成本也越高。为了满足高速磁悬浮列车的最高运行速度达到800km/h以上的需求，若仍采用传统长线的牵引供电系统，加速阶段的轨道长度就至少要六十几公里，整个牵引供电系统的设备及装机容量将大幅提高，且对电网容量的要求较高，再考虑系统运行的冗余性，整个投资成本巨大。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术的不足，提供一种适用于高速磁悬浮列车直线电机的牵引供电系统，采用短距加速方式的牵引供电结构，使列车的最高运行速度可达800km/h，解决采用传统长距运行方式投资成本高的难题，同时牵引供电系统还具备容错运行能力。

为实现上述目的，本发明所设计的适用于高速磁悬浮列车直线电机的牵引供电系统，牵引供电系统的每个供电区间包括第一牵引变电站、第二牵引变电站、第一切换开关站、第二切换开关站、n段第一供电连接母排、n段第二供电连接母排、分段开关、第一直线电机定子、第二直线电机定子及中间连接母排，分段开关中包括2n个开关单元，第一直线电机定子包括2n段第一直线电机定子单元，第二直线电机定子包括2n段第二直线电机定子单元；

所述第一牵引变电站的输出端通过第一切换开关站均与n段第一供电连接母排相连，第二牵引变电站的输出端通过第二切换开关站均与n段第二供电连接母排相连；n段第一供电连接母排分别与分段开关中的奇数开关单元相连，奇数开关单元与2n段第一直线电机定子中的奇数段第一直线电机定子单元相连；n段第二供电连接母排分别与分段开关中的偶数开关单元相连，偶数开关单元与2n段第一直线电机定子中的偶数段第一直线电机定子单元相连，2n段第一直线电机定子单元与第二直线电机定子中的2n段第二直线电机定子单元一一对应连接，2n段第二直线电机定子单元均与中间连接母排相连。

进一步地，所述第一切换开关内布置有第一三相星形连接点，所述第二切换开关内布置有第二三相星形连接点。

进一步地，所述第一牵引变电站和第二牵引变电站结构相同均包括充电机、蓄电池组、牵引变流器模块和耦合电感，所述牵引变流器模块包括n个相同模块单元，每个模块单元的输入端均与蓄电池组的输出端相连，n个模块单元的输出端与耦合电感中n个耦合电感单元的输入端呈一一对应连接，n个耦合电感单元的输出端并联后形成总输出端。