[发明专利]一种中速磁浮牵引架构系统

说明书

本发明公开一种中速磁浮牵引架构系统，应用于列车牵引系统控制领域，采用单节车厢双控制单元的架控方案，一个控制单元至少包括一台牵引逆变器和一个包括6台直线电机的直线电机单元；所述牵引逆变器输出端与直线电机单元输入端相连；直线电机单元中的6台直线电机采用三串两并的方式布线，以满足磁浮车的牵引要求；并且本发明的系统在不改变供电站供电制式及单个牵引逆变器容量的前提下，通过对牵引系统采用双控制单元的架控方案来保证直线电机的端电压，满足直线电机的功率设计和磁浮车牵引能力的设计。

技术领域

本发明属于列车牵引系统控制领域，特别涉及一种磁悬浮列车牵引控制系统架构技术。

背景技术

中低速磁浮列车相对于地铁、低地板等传统的城市轨道交通有着各方面的优势，舒适性高、超小半径曲线通过能力、极强的爬坡能力以及较为低廉的造价，都促使中低速磁浮成为目前最受青睐的轨道交通发展方向，有着良好的发展前景。由于目前所普及的地铁、轻轨等城市轨道交通速度普遍较低，而城郊运输对于速度有着更高的要求，中低速磁浮的运行速度可达200km/h，正好填补了地铁与高铁之间的空白。目前国内外中低速磁浮列车是基于DC1500V供电制式，由于牵引逆变器容量有限，其单节车配置一套牵引系统，对于更高速度等级磁浮列车，虽然电机数量增加、但总牵引力仍然不足，无法满足200km/h速度下的牵引能力要求。

现存方案及问题：目前大多数中低速磁浮列车每节车设置一套牵引系统，包括一个高压分线箱、一个高压电器柜、一个电抗器和一个牵引逆变器。对于六台悬浮架，每台悬浮架设置左右两侧各配置一个直线电机，即一个牵引逆变器通过六串两并控制方式控制12个直线电机。(1)为达到中速磁浮在200km/h速度等级下所需牵引力，牵引直线电机设计容量为250kVA,故12台直线电机总共所需容量为3000kVA。受到性能条件各方面的限制，一台牵引逆变器的容量最大为1500kVA，显然在这种单牵引模式下的牵引电机容量不能满足求，牵引直线电机端电压降低，相应的提供的牵引力也随之下降，总牵引力则无法满足200km/h速度等级下的牵引能力要求。(2)在牵引直线电机满足容量要求前提下，由于牵引系统总容量增加，受高压分线箱、高压电器柜和电抗器受内部元件技术参数限制，电流的增大将导致设备温升变大，寿命降低，甚至烧毁设备造成严重后果。故在性能方面将无法满足要求，且设备将受到安装尺寸限制，难以适应磁浮车体特殊结构。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种中速磁浮牵引架构系统，在不改变DC1500V制式及单个牵引逆变器容量的前提下，通过对牵引系统采用双控制单元的架控方案来保证直线电机的端电压，满足直线电机的功率设计和磁浮车牵引能力设计，从而使中低速磁浮列车具备200km/h甚至更高速度的运行能力。

本发明采用的技术方案为：一种中速磁浮牵引架构系统，所述单节车厢的牵引系统包括两个控制单元，分别记为第一控制单元与第二控制单元；每个控制单元至少包括一台牵引逆变器和一个直线电机单元；

单节车厢配置6台悬浮架，每台悬浮架左右两侧各布置一台直线电机，以车厢中部划分为两部分，每部分包括三台悬浮架，各部分所包括的三台悬浮架两侧布置的6台直线电机作为一个直线电机单元；所述直线电机单元中位于三台悬浮架同侧的3台直线电机串联，然后将两侧串联后的直线电机并联；

所述牵引逆变器输出端与直线电机单元输入端相连。

本发明中的两个控制单元的核心为一台牵引逆变器和一个直线电机单元；对于单节车辆在保证设备性能满足要求的前提下，两个控制单元共用一个高压分线箱、一个高压电器柜、一个电抗器；所述高压分线箱接入来自变电所的直流电压，所述直流电压经高压电器柜分为两路，一路经电抗器后输入牵引逆变器，另一路直接输入牵引逆变器。

本发明的有益效果：本发明的一种中速磁浮牵引架构系统，具备以下优点：

(1)单节车配置6台悬浮架，保证磁浮车辆具有较好的曲线通过性能的同时具有达到设计速度运行的能力；