[发明专利]中速磁悬浮列车长定子直线同步电机定子段绕组换步方法

说明书

一种中速磁悬浮列车长定子直线同步电机定子段绕组换步方法。中速磁悬浮列车长定子直线同步电机定子段绕组换步系统包括一个主变流器单元U₁、一个辅助变流器U₂、两组馈电电缆，一排放置于轨道中间的长定子直线同步电机定子段绕组。主变流器单元U₁为大容量变流器，满足牵引加速等状态下的功率输出要求；辅助变流器单元U₂的容量小于主变流器单元U₁，用于换步过程中下一定子段绕组电流调节。列车运行在定子段绕组n时，主变流器单元U₁参与供电。列车处于由定子段绕组n向定子段绕组n+1的换步状态时，定子段绕组n由主变流器单元U₁供电，定子段绕组n+1由主变流器单元U₁与辅助变流器单元U₂并联供电。列车完全驶入定子段绕组n+1时，仅主变流器单元U₁供电。

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车长定子直线同步电机定子段绕组换步方法。

背景技术

磁悬浮列车是一种新型运输工具，它的本质是长定子直线同步电机，即车体为电机动子，铁路轨道为电机定子。它利用直线电机产生的电磁力驱动车辆行驶，具有高速，节能，安全等优点。长定子直线同步电机定子比动子长很多，且只有覆盖部分定子才能产生有效的牵引力，未覆盖部分的定子绕组阻抗只会消耗能量，列车运行过程中若对轨道沿线全部定子段供电，将造成电能的极大浪费。因此，必须采用分段供电的方式，即：直线电机的定子被分成若干段，只有磁悬浮列车所在的定子段绕组是通电的，通过定子段换步方法进行控制，这样可以有效降低损耗，提高电机的效率。

目前常用的换步方法包括：短路法，跳步法，两步法，三步法。短路法只需要一台变流器，接线比较简单，工程上比较容易实现，但其在切换期间变流器输出电流会降低为零，列车会失去牵引力。跳步法在切换过程中牵引力不会下降，但切换完成后正常运行时只有一台变流器在进行牵引，另外一台闲置，造成资源浪费。两步法是最经济实用的换步方法，运行可靠性高，但在换步过程中牵引力降为原来的一半，存在速度损失。三步法的牵引力不会降低，没有速度损失，有利于在高速运行中进行切换，但其需要三台变流器，接线复杂，且在非切换点运行时总有一台变流器处于等待状态，没有投入工作，造成资源浪费。这些方法主要用于采用双侧长定子直线同步电机结构的高速磁浮列车。

对于采用单一中置长定子直线同步电机结构的中速磁悬浮列车来说，可采用类似三步法的换步方法，由两台变流器交替供电，但这种方法同样总有一台变流器处于等待状态，存在造成资源浪费的缺点。

发明内容

为了减少列车换步过程中牵引力损失，降低设备成本，本发明提出一种中速磁悬浮列车长定子直线同步电机定子段绕组换步方法。

应用本发明的中速磁悬浮列车长定子直线同步电机段绕组换步系统包括一个主变流器单元U₁、一个辅助变流器单元U₂、两组馈电电缆，一排放置于轨道中间的长定子直线同步电机定子段绕组。