[发明专利]用于向长定子直线电机长定子供电的供电系统及换步方法

说明书

本发明公开一种用于向长定子直线电机的长定子供电的换步方法，其中当长定子次级沿该移动方向从该第j个绕组段所在位置向第j+1个绕组段所在位置移动时：在该移动方向上的该第j个控制器生成用于将该第j个开关切换至关断状态的第j个开关关断指令，并且在该移动方向上的该第j+1个控制器生成用于将该第j+1个开关切换至开通状态的第j+1个开关开通指令；其中j为满足1≤j≤n‑1的任意整数。通过分布式控制器与定子绕组段对应的开关之间的紧密配合，解除牵引控制系统的控制环节，而牵引控制系统仅起监视功能，减少了牵引控制系统的资源占用。本发明还公开一种用于向长定子直线电机的长定子供电的供电系统。

技术领域

本发明涉及磁浮轨道交通领域，特别涉及长定子直线电机供电的换步方法。

背景技术

磁悬浮列车作为一种新型的地面交通运输工具，具有速度快、运行平稳、噪声低、环境影响小等优点。高速磁悬浮列车采用绕组段直线电动机驱动，其定子的三相电枢绕组是分别嵌设在沿线路两侧敷设的绕组段的齿槽内，通过牵引变电所分别向线路两侧敷设的定子绕组供电。

为减少线路损耗，在两个牵引变电所间的一个牵引供电分区内，将定子绕组划分为若干个供电区域，使一个牵引区域等效为一组较短的定子段(绕组段、定子绕组段)，因此牵引模块驱动的将是一个较小的电动机。

当列车从一段定子段过渡到另一绕组段时的过程即是换步过程。磁浮列车传统换步过程示意图如图1所示，其中示出磁浮列车轨道单侧绕组段的换步过程，另一侧换步过程同理。在列车即将离开列车移动方向上第i个绕组段PSTS_i时，地面牵引控制系统将牵引变电所P10的牵引模块输出电流逐渐降低至零，切断第i个开关PK_i。在列车到达列车移动方向上第i+1个绕组段PSTS_i+1时，闭合第i个开关PK_i+1接通绕组段PSTS_i+1，同时牵引控制系统下发命令给牵引变电所P10的牵引模块，使新接通的绕组段上牵引电流逐渐恢复至换步前牵引电流，i为任意正整数。

换言之，在现有技术的换步过程中，牵引模块需先将该定子段电流逐渐降低至零，并断开该定子段的定子开关，经一定时间间隔后闭合下一段定子段上的定子开关，再将该下一段定子段上的牵引电流至换步前水平，因而定子段换接过程中损失了牵引功率，不同定子段供电方式换步时(如蛙跳法、两步法、三步法、时间偏移法等)造成的功率损失不同。换步时间越长，造成列车的动能损失也越大。

综上可知，根据磁浮交通运营需求，现有磁浮列车换步的缺点如下：

1.换步过程耗时较长，列车动能损失较大；

2.换步控制过程复杂，控制精度要求高，因而实现困难；

3.换步控制系统占用大量牵引控制系统资源。

发明内容

针对目前磁浮列车换步过程控制复杂、换步时间长等缺点，发明了一种磁浮交通牵引系统使用的自动换步的方案。

本发明第一方面公开一种用于向长定子直线电机的长定子供电的供电系统，该长定子直线电机包括该长定子和在该长定子延伸方向上移动的次级，其中该长定子包括在该次级的移动方向上依次设置的n个绕组段，该供电系统包括在该移动方向上依次设置的n个开关和n个控制器，其中n为正整数，在该移动方向上的第i个绕组段经由在该移动方向上的第i个开关电连接至供电装置；在该移动方向上的该第i个控制器接收与该第i个绕组段有关的次级状态信息、根据与该第i个绕组段有关的次级状态信息选择性地生成用于将该第i个开关切换至开通状态的第i个开关开通指令或将该第i个开关切换至关断状态的第i个开关关断指令；并且在该开通状态，该第i个绕组段接收来自该供电装置的电能；在该关断状态，该第i个绕组段不接收来自该供电装置的电能；其中，i为满足1≤i≤n的任意整数。