[发明专利]一种直线电机分段供电结构

说明书

本发明提出了一种直线电机分段供电结构，包括：直线电机初级，包括若干个直线电机分段定子，若干个直线电机分段定子通过线缆和切换开关并联或串联，构成多段独立的供电区间；主变流器组，对直线电机初级的供电区间供电；第一热备份变流器组，第一热备份变流器组至少包括第一热备份变流器，第一热备份变流器作为第一级备份变流器，与主变流器组中各台变流器通过切换开关进行级联，用于对直线电机初级进行级联供电；供电系统，分别与主变流器组和第一热备份变流器组中的各台变流器连接，用于为各台变流器供电。本发明将多台变流器通过切换开关实现级联输出，实现高速运行阶段高输出电压的要求。

技术领域

本发明涉及电磁推进技术领域，尤其涉及一种直线电机分段供电结构。

背景技术

在大质量物体直线电机电磁推进领域，如高速磁悬浮列车、舰载机弹射等推进行程较长的应用场合，为了提高电磁发射系统的效率和功率因数，降低系统对电源容量需求，往往需要采用分段供电技术，利用位置传感器实时检测动子的运动位置，实时切换通电定子区间，实现与动子耦合的紧邻数段定子模块通电，而其他定子模块不通电。随着发射出口速度的不断提高，即使采用分段供电方式，也同样面临着供电变流器输出电压不断升高的需求。随着目前的研究从600km/h级别向1000km/h及以上速度扩展，如何有效且便捷的提高供电系统电压输出能力，尤其时高速条件下的电压输出能力，具有重要意义。

现有的宽调速范围内长初级直线电机分段式牵引供电领域供电一般采用以下两种解决方案：一种是提高单台变流器的电压输出能力，覆盖整个调速范围电压需求；另一种是利用两台或多台较低电压等级的变流器，通过多绕组变压器实现输出电压的串联。

前述的第一种方法由于受限于功率器件的耐压水平，在一定电压水平之上实现高输出电压变流器的成本及设计制造难度将显著上升；第二种方法由于输出变压器的存在，增加了整个供电系统的复杂程度和成本，同时由于变压器本身的漏感会使得供电系统功率因数下降，降低整体的效率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种直线电机分段供电结构，将多台变流器通过切换开关实现级联输出，实现高速运行阶段高输出电压的要求。

本发明实施例提供了一种直线电机分段供电结构，包括：

直线电机初级，包括若干个直线电机分段定子，所述若干个直线电机分段定子通过线缆和切换开关并联或串联，构成多段独立的供电区间；

主变流器组，包括多台变流器，用于对直线电机初级的多段独立的供电区间供电；

第一热备份变流器组，所述第一热备份变流器组至少包括第一热备份变流器，所述第一热备份变流器作为第一级备份变流器，与所述主变流器组中各台变流器通过切换开关进行级联，用于对所述直线电机初级进行级联供电；

供电系统，分别与所述主变流器组和所述第一热备份变流器组中的各台变流器连接，用于为各台变流器供电。

可选地，所述主变流器组中的每台变流器通过切换开关连接到所述直线电机初级的指定供电区间，实现对指定供电区间的供电，且主变流器组中各台变流器对应的指定供电区间覆盖所述直线电机初级的多段独立的供电区间。

可选地，所述主变流器组中变流器的数量小于或等于所述直线电机初级的供电区间的数量。

可选地，所述供电系统包括多个独立设置的供电装置，每一供电装置连接有一台变流器。

可选地，当所述第一热备份变流器组包括多个热备份变流器时，所述多个热备份变流器分别与所述主变流器组中各台变流器通过切换开关进行级联。

可选地，所述直线电机分段供电结构还包括：

第二热备份变流器组，所述第二热备份变流器组与所述第一热备份变流器组通过切换开关进行级联。