[发明专利]节能型轨道交通用高温超导直线电机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及直线电机驱动装置，特别是涉及一种节能型轨道交通用高温超导 直线电机驱动装置。

背景技术

直线感应电机运载系统是采用直线感应电机驱动的新型城市轨道交通模 式，系统用轮轨完成其支撑和导向，依靠直线感应电机所产生的电磁力来推进。 因此这种系统不再受到轮轨黏着因素的制约，牵引-制动性能发挥不依赖于环 境，取消了旋转电机驱动所必须的滚动轴承、传动齿轮。车辆具有很强的加、 减速性能、曲线通过性能和爬坡能力，运行平稳性高。目前全世界已有多条直 线感应电机驱动地铁线路投入商业运营，直线感应电机运载系统正在逐渐成为 城市轨道交通的首选模式。

直线感应电机运载系统由于车载定子与地面转子是处在一个相对直线运动 的弹性(轴箱垂向弹性定位)系统间，不可避免地会造成初级铁芯底部平面和 次级导体板上表面之间间隙(气隙)的变化，因此气隙设计不能太小。再加上 直线感应电机的端部效应，漏磁场较大，效率和功率因数较低就成为了直线电 机系统的最大问题。

近来铋(Bi)和钇(Y)系高温超导导线的工业化生产水平有明显提高，用 高温超导导线替代铜导线已成为可能。美国已经完成了36.5MW的高温超导同步 电机的研制，电机的转子用Bi系高温超导导线绕制而成；日本超导磁悬浮试验 列车用Bi系导线制成的高温超导磁体代替低温超导磁体的工作也取得了成功。 由于超导材料的载流能力比铜导线高百倍以上，超导电机的有效磁场可以设计 的很高，非常适合于轨道交通驱动用直线电动机需要大气隙的工作特点，电机 的损耗和噪声都可以下降，体积和重量可大幅度降低。

公开号CN101340134A所公开的，发明名称：轨道交通用高温超导直线电机 驱动装置，它的初级组件包括高温超导绕组和初级铁芯，整个初级组件置于低 温容器中，初级组件所产生的热量全部由冷却液散发，这样会消耗大量的液氮， 出现了高温超导直线电机的冷却问题。高温超导绕组产生的热量仅占高温超导 直线电机驱动装置产生总热量的2％以下，直线电机的产生的热量主要来自初级 铁芯中，由于初级铁芯都放置在低温容器中冷却，增加了高温超导直线电机的 运行成本。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题，就是克服以上缺陷，提供一种节能型轨道 交通用高温超导直线电机驱动装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案：

本发明是在公开号CN101340134A，发明名称：轨道交通用高温超导直线电 机驱动装置，所公开的技术的基础上作出的。区别在于初级铁芯分成上部铁芯 和下部铁芯两部分。上部铁芯为初级铁芯的铁轭部分，下部铁芯为初级铁芯的 齿部；铁轭部分置于低温容器外，下部铁芯是将齿焊接在无磁不锈钢板上制成。

一种节能型轨道交通用高温超导直线电机驱动装置，包括一可控变频电源 和直线电机，所述可控变频电源设有变频电源和控制器。

所述直线电机包括固定在转向架上的高温超导绕组和初级铁芯组成初级组 件，固定在两轨之间的轨枕上的次级导体板和次级导磁钢板；初级铁芯的底部 平面与次级导体板的上表面之间具有气隙；高温超导绕组与可控变频电源相连， 初级组件部分置于低温容器中，低温容器通过冷却液进管和冷却液出管与冷却 设备相通。

初级铁芯分成上部铁芯和下部铁芯两部分，上部铁芯为初级铁芯的铁轭； 下部铁芯是将齿焊接在无磁不锈钢板上制成；初级组件分为两部分，初级组件 的上部是初级铁芯的铁轭，初级组件的下部包括下部铁芯和高温超导绕组，初 级组件的下部置于低温容器内，上部铁芯与初级组件下部铁芯对齐，上部铁芯 紧贴并焊接在低温容器的上表面，上部铁芯通过连杆固定在转向架上。下部铁 芯的上表面紧贴在低温容器内部的上表面，下部铁芯的下表面紧贴在低温容器 内部的下表面上，低温容器内部的下表面同时充当下部铁芯支撑面。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果是：