一种高速磁浮牵引供电系统的制作方法

1.本实用新型属于磁悬浮列车供电技术领域，具体涉及一种高速磁浮牵引供电系统。

背景技术：

2.磁浮列车是一种新型的非接触式的底面轨道交通运输工具，其具有高速度、少维护等优点而有着广阔的应用前景。
3.磁浮供电系统从功能上可划分为主变电所、牵引供电系统、动力供电系统三部分。主变电所将电力系统110kv电源经主变压器降压为20kv中压电源后，对牵引供电系统及动力供电系统进行供电。牵引供电系统将20kv中压电降压后整流为直流电，再经过逆变器变换为可调压、调频、调流及相角的三相交流电后，馈电至沿线定子绕组，用于列车的牵引或制动；动力供电系统将主变电所20kv电源，通过20kv中压环网电缆送至沿线轨旁变电所，轨旁变电所将20kv降压或整流后对车站及沿线动力负荷进行供电。
4.现有磁浮供电系统由于长距离线路的电抗导致线路压降高，同时在高速区反电势较大，速度难以提升。

技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种高速磁浮牵引供电系统，用以解决现有磁浮供电系统在长距离线路中线路压降高的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种高速磁浮牵引供电系统，其包括
7.牵引供电单元；
8.长定子绕组，所述长定子绕组用于产生旋转磁场以供磁浮列车牵引驱动，所述长定子绕组与所述牵引供电单元通过馈线电缆相连；
9.定子开关站，所述定子开关站设于所述牵引供电单元与所述长定子绕组之间，用于控制所述牵引供电单元与所述长定子绕组之间的电路通断；
10.补偿电容器组，所述补偿电容器组设于所述牵引供电单元与所述长定子绕组之间，用于所述长定子绕组的无功补偿。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述长定子绕组包括多段定子段，各所述定子段均与所述牵引供电单元电连接，且各所述定子段与所述牵引供电单元之间均设有定子开关。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述补偿电容器组包括多个电容器，所述电容器与所述定子段一一对应设置。
13.作为本实用新型的进一步改进，各所述定子段处均设有第一感应装置，所述第一感应装置用于感应各所述定子段处磁浮列车通行情况，并用于控制所述定子开关的通断。
14.作为本实用新型的进一步改进，各所述定子段处均设有第二感应装置，所述第二感应装置用于感应各所述定子段处磁浮列车通行速率，并用于控制所述电容器的通断。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述牵引供电单元包括第一牵引变流器和第二牵引变流器，所述第一牵引变流器和所述第二牵引变流器并联设置，且所述第一牵引变流器和所述第二牵引变流器分设于所述长定子绕组的两端。
16.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
17.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
18.(1)本实用新型的高速磁浮牵引供电系统，其通过将长定子绕组分为多段设置，并在每个定子段处设置定子开关和电容器，通过电容器对各定子段处电压进行补偿，其可有效提高各定子段处的电压，使得在相同的牵引供电单元下大大提高其供电距离。
19.(2)本实用新型的高速磁浮牵引供电系统，其通过在各定子段处设置定子开关，并配合设置第一感应装置，通过第一感应装置感应各定子段处磁浮列车的通行情况，当该定子段有磁浮列车通行时，其可控制定子开关闭合，使得牵引供电单元对该定子段进行供电，确保该定子段对磁浮列车的有效驱动；在该定子段无磁浮列车通行时，该第一感应装置可控制定子开关断开，牵引供电单元可不用对该定子段进行供电，确保了牵引供电单元的有效供电，并保证磁浮列车对应行驶段的电压稳定。
20.(3)本实用新型的高速磁浮牵引供电系统，其通过在各定子段处设置第二感应装置，利用第二感应装置感应各定子段处磁浮列车的通行速率，以此判断列车是处于加速状态或匀速状态，由于定子段在高频供电时需要大量感性无功，因此在加速状态时通过启用电容器进行无功补偿，以此确保磁浮列车的高效加速；而在匀速状态时仅需通过牵引供电单元对其进行供电，即可保证磁浮列车的正常运行。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例中高速磁浮牵引供电系统的整体结构示意图。
22.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
23.1、电容器；2、定子开关；3、定子段；4、馈线电缆；5、第一牵引变流器；6、第二牵引变流器。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.实施例：
30.请参阅图1，本实用新型优选实施例中的高速磁浮牵引供电系统，其包括有牵引供电单元，牵引供电单元主要用于高速磁浮牵引系统的供电需求；长定子绕组，该长定子绕组用于产生旋转磁场以供磁浮列车牵引驱动，磁浮列车对应该长定子绕组设置有动子，通过旋转磁场内对动子产生推力以牵引磁浮列车运动，该长定子绕组与牵引供电单元之间通过馈线电缆4进行连接，以确保其产生稳定磁场；定子开关2站，定子开关2站设置在牵引供电单元与长定子绕组之间，用于控制牵引供电单元与长定子绕组之间的电路通断；补偿电容器1组，补偿电容器1组同样设置在牵引供电单元与长定子绕组之间，其主要用于长定子绕组的无功补偿。
31.常规高速磁浮牵引供电系统中，由于长定子绕组整体线路较长，在利用牵引供电单元进行供电会导致线路的压降高，同时在磁浮列车加速时反电势较大，其速度难以提升。本技术通过在牵引供电单元与长定子绕组之间设置补偿电容器1组，利用补偿电容器1组在牵引供电单元供电时进行无功补偿，其可有效提高长定子绕组端的电压，确保磁浮列车的有效牵引运行。
32.进一步地，作为本实用新型的优选实施例，本技术中的长定子绕组包括多段定子段3，各定子段3均与牵引供电单元电连接，并且各定子段3与牵引供电单元之间均设置有定子开关2，定子开关2数量与定子段3数量一一对应设置。在利用牵引供电单元进行供电时，由于长定子绕组本身线路较长，单纯利用牵引供电单元对所有长定子绕组线路进行供电较不现实，因此在各定子段3处均设置定子开关2，在磁浮列车运行到对应位置时，将磁浮列车运行段处的定子段3启动，以驱动磁浮列车；同时定子开关2将磁浮列车未经过段落处的线路断开，使得牵引供电单元不对其进行供电，以确保牵引供电单元对有效定子段3处的供电，保证磁浮列车的有效运行。
33.进一步优选地，在各定子段3处均设有第一感应装置，该第一感应装置用于感应各定子段3处磁浮列车的通行情况并用于控制定子开关2的通断。由于磁浮列车未通行段的定子段3的定子开关2需将牵引供电单元与定子段3切断，而磁浮列车通行处的定子开关2需将牵引供电单元与定子段3连通，而磁浮列车的运行是一个动态过程，不同位置的定子开关2
需要根据磁浮列车运行状况切换开闭状态。因此在各定子段3处设置第一感应装置，当第一感应装置感应到该定子段3上方有磁浮列车时，确保定子开关2闭合，该定子段3正常驱动磁浮列车运行；当第一感应装置感应到对应定子段3无磁浮列车行径时，定子开关2处断开，牵引供电单元不对该处定子段3进行供电。
34.进一步优选地，该补偿电容器1组同样包括多个电容器1，且电容器1与定子段3一一对应设置，在利用电容器1对定子段3进行无功补偿时，为了确保对应定子段3均能有效补偿，在各定子段3处均设置电容器1，在磁浮列车经过对应定子段3区间且需要加速时，通过启用对应定子段3处电容器1，利用电容器1进行无功补偿，确保磁浮列车稳定加速运行。
35.进一步地，由于磁浮列车仅在加速阶段需要高频供电并进行大量感性无功，因此对应定子段3的电容器1并非该定子段3处有磁浮列车经过时就需要启动，其仅有在磁浮列车加速阶段需要电容器1对应启动。因此在各定子段3处均设置第二感应装置，该第二感应装置用于感应各定子段3处磁浮列车的通行速率，并用于控制电容器1的通断。值得注意的是，第二感应装置切断电容器1与定子段3之间的连接关系时，其并不会造成牵引供电单元与定子段3之间的电传输，以确保磁浮列车的正常匀速运行。在磁浮列车进行匀速运动时，第二感应装置控制该电容器1不启动，使得磁浮列车仅通过牵引供电单元进行供电；在磁浮列车需要加速时，第二感应装置感应磁浮列车速度增加，其控制对应定子段3处电容器1启动，使得电容器1对其进行无功补偿。
36.进一步地，作为本实用新型的优选实施例，本技术中的牵引供电单元包括有第一牵引变流器5和第二牵引变流器6，两牵引变流器通过并联进行设置，并且两变流器分别设置在长定子绕组的两端。由于长定子绕组本身线路较长，采用单边供电方式会造成另一端处定子段3电压较低，无法起到有效牵引，因此在长定子绕组牵引方向的两端分别设置第一牵引变流器5和第二牵引变流器6，通过两牵引变流器对整个长定子绕组进行供电，以此确保整个线路的牵引供电。
37.进一步地，作为本实用新型的可选实施例，本技术中的电容器1仅设置在整个磁浮轨道的牵引段，即需要对应加速的定子段3区间，在磁浮轨道的匀速段和制动段均不需要设置电容器1。
38.本实用新型中的高速磁浮牵引供电系统，其可有效解决现有高速磁浮牵引供电系统压降大、定子段3有效电压低的问题，其不需要大幅改动现有供电系统结构，仅需要在定子开关2处增设电容器1，即可有效提高电机定子段3的电压，在相同的变流器下加大牵引变电所的供电距离。
39.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高速磁浮牵引供电系统，其特征在于，包括：牵引供电单元；长定子绕组，所述长定子绕组用于产生旋转磁场以供磁浮列车牵引驱动，所述长定子绕组与所述牵引供电单元通过馈线电缆相连；定子开关站，所述定子开关站设于所述牵引供电单元与所述长定子绕组之间，用于控制所述牵引供电单元与所述长定子绕组之间的电路通断；补偿电容器组，所述补偿电容器组设于所述牵引供电单元与所述长定子绕组之间，用于所述长定子绕组的无功补偿。2.根据权利要求1所述的高速磁浮牵引供电系统，其特征在于，所述长定子绕组包括多段定子段，各所述定子段均与所述牵引供电单元电连接，且各所述定子段与所述牵引供电单元之间均设有定子开关。3.根据权利要求2所述的高速磁浮牵引供电系统，其特征在于，所述补偿电容器组包括多个电容器，所述电容器与所述定子段一一对应设置。4.根据权利要求2所述的高速磁浮牵引供电系统，其特征在于，各所述定子段处均设有第一感应装置，所述第一感应装置用于感应各所述定子段处磁浮列车通行情况，并用于控制所述定子开关的通断。5.根据权利要求3所述的高速磁浮牵引供电系统，其特征在于，各所述定子段处均设有第二感应装置，所述第二感应装置用于感应各所述定子段处磁浮列车通行速率，并用于控制所述电容器的通断。6.根据权利要求1～5任一项中所述的高速磁浮牵引供电系统，其特征在于，所述牵引供电单元包括第一牵引变流器和第二牵引变流器，所述第一牵引变流器和所述第二牵引变流器并联设置，且所述第一牵引变流器和所述第二牵引变流器分设于所述长定子绕组的两端。

技术总结

本实用新型公开了一种高速磁浮牵引供电系统，属于磁悬浮列车供电技术领域，包括牵引供电单元、长定子绕组，该牵引供电单元与长定子绕组通过馈线电缆进行连接，且牵引供电单元与长定子绕组之间设置有定子开关站和补偿电容器组，该定子开关站用于控制牵引供电单元与长定子绕组之间的电路通断，补偿电容器组用于长定子绕组的无功补偿。本实用新型中的高速磁浮牵引供电系统，其可有效解决现有高速磁浮牵引供电系统压降大、定子段有效电压低的问题，其不需要大幅改动现有供电系统结构，仅需要在定子开关处增设电容器，即可有效提高电机定子段的电压，在相同的变流器下加大牵引变电所的供电距离。供电距离。供电距离。