[发明专利]磁悬浮列车用的长定子结构及长定子电缆载流量提高方法

说明书

本发明提供一种磁悬浮列车用的长定子结构及长定子电缆载流量提高方法，其包括定子铁芯、接地电缆以及长定子电缆，接地电缆与定子铁芯平行设置，长定子电缆缠绕而成三相电机绕组且具有嵌设在定子铁芯上的嵌入部，所述嵌入部与所述接地电缆间连设有接地套管，所述接地电缆为中空的管状，接地电缆的管腔作为冷却流体通道，接地电缆的管壁上设有喷射孔。本发明可通过接地电缆采用中空管，兼做接地线和冷却流体通道使用，实现冷却流体的喷射，易于实施且成本低，不影响线路使用效率。

技术领域

本发明涉及磁悬浮轨道技术领域，特别是涉及一种磁悬浮列车用的长定子结构及长定子电缆载流量提高方法。

背景技术

磁悬浮轨道交通技术基于长定子直线电动机原理。列车是转子，在长定子的电磁场中被直线推进。如图1所示，长定子是由定子铁芯4和三相电机绕组组成，三相电机绕组是用长定子电缆1绕制，安装在导轨两侧的下方。长定子电缆的接地系统是由电缆屏蔽、外护套、接地套管3和接地电缆2组成。接地套管3呈T型，一臂连接长定子电缆1的外护套，另一臂连接接地电缆2。

长定子电缆是在磁浮交通的核心部件之一，使用量很大。上海浦东磁悬浮线路，往返距离各30km，安装了1000km的长定子电缆。平均每公里往返磁浮线路需要用30km长定子电缆。投资费用占整个磁悬浮工程造价13％左右。

长定子电缆绕制的三相电机绕组是间歇性受电的。在列车运行时，磁悬浮轨道的供电范围仅是在列车所通过的长定子段(长度约1km)的长定子电缆上充电，其余电缆段不供电。即列车到达段供电，列车离开后断电。每一段长定子绕组电缆的电流和频率在各线路段都不相同，与列车通过该线路段的速度和加速度有关。在磁悬浮上海浦东线，4节编组列车，最大加速点的峰值电流负载为1500A。

开发更高速度的磁悬浮列车或者对已有的磁悬浮列车线路进行提速改造，必须增加长定子电缆的电流。最高时速450km的磁悬浮上海浦东线，长定子电缆的峰值电流负载为1500A。如果建造时速500～600km磁悬浮列车长线路，长定子电缆的电流估算，需要达到2000A以上。

现有技术有三种方法可能提高长定子电缆载流量：

1)增加电缆导体截面：长定子电缆的导体截面是300mm²，常态下最大载流量是1800A；如果将导体截面增加到400mm²到，电缆的其它结构不变，载流量可以达到2100A，可以满足时速500～600km磁悬浮列车长线路使用。

2)增大两次列车发车间隔时间：让电缆得到充分冷却。让发车间隔从5min增加到10min，载流量可从1500A增加到2000A。

3)在列车停在站台上时，采用冷却风机定向强迫冷却长定子电缆，可望降低长定子电缆表面温度，从而提高载流量，如CN106655627。

但是，上述方法1)，增加导体截面会导致电缆外径增加和长定子尺寸的增加，将大幅增加工程投资；方法2)将直接降低线路的使用效率；方法3)，由于冷却风机通常只能在列车停车位置的站台上实施，降温是局部的，冷却效率极低；另外，局部降温引起长定子绕组局部应力。

因此，需要一种易实施、低成本且不影响线路使用效率的提高长定子电缆载流量的方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种磁悬浮列车用的长定子结构及长定子电缆载流量提高方法，用于解决现有技术中磁悬浮列车用的长定子电缆载流量有限的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种磁悬浮列车用的长定子结构，长定子结构包括定子铁芯、接地电缆以及长定子电缆，接地电缆与定子铁芯平行设置，长定子电缆缠绕而成三相电机绕组且具有嵌设在定子铁芯上的嵌入部，所述嵌入部与所述接地电缆间连设有接地套管，所述接地电缆为中空的管状，接地电缆的管腔作为冷却流体通道，接地电缆的管壁上设有喷射孔。