中低速磁悬浮牵引供电系统研究和探究

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1、中低速磁悬浮牵引供电系统研究和探究　　摘要：文章对中低速磁悬浮牵引供电系统、辅助电源系统及控制系统的特性、组成及工作原理进行分析与研究，并介绍了供电系统主要电气设备及其用途，阐述了牵引供电系统在保证中低速磁悬浮列车中的安全、高效和稳定性方面的作用和意义，以及中低速磁悬浮列车在未来的城市轨道交通中所起的重要作用和意义。关键词：中低速磁悬浮；牵引供电系统；控制系统0引言中低速磁悬浮列车相对现有的轨道列车，更具有平稳舒适、安全、节能、环保、转弯半径小、爬坡能力强、运用维护费用低等优点，适用于城市内部、近距离城市和旅游景区的一种新型交通运输工具，也越来越受到人

2、们广泛的关注。其悬浮、牵引导向和车辆结构及供电技术是实现磁悬浮列车安全可靠运行的重要保证和前提。8磁悬浮列车是通过电磁力完成悬浮和导向功能，其牵引力由线性电机产生。高速磁悬浮列车采用同步长定子直线电机驱动的常导磁吸式或磁斥式系统，同步电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧，由地面一次控制的线性同步电机进行驱动和导向，无需通过弓网受电方式供电。而中低速磁悬浮列车采用异步短定子直线电机驱动的常导磁吸式系统，线性感应电机的定子绕组安装在列车上，转子铺设在线路上，通过供电轨和车载受流装置为车辆供电。本文将重点对中低速磁悬浮供电系统进行分析与研究。1牵引供电系统1.

3、1牵引供电方式中低速磁浮列车的速度一般为100～200km/h，适用于城市公共轨道交通，包括市内交通、市郊交通、市中区至机场、中心城市至卫星城市以及区域性城市群交通。城市轨道交通的特点决定了中低速磁悬浮列车的牵引供电须采用直流电流制，接触网为正极，钢轨为负极，机车从相邻两变电所取电，即采用双边供电方式。其电压等级选用国家推荐的DC750V或DC1500V，变电所采用交直流牵引变电所，牵引供电方式与目前广泛使用的地铁和轻轨基本相同。1.2牵引供电系统的组成牵引供电系统主要由牵引变电所、受流器、高压电器柜、主牵引逆变器、辅助牵引逆变器、DC/DC变换器及各

4、种受电器构成。城市交通的牵引供电设备较为简单，有牵引变电所，正常时双边并联供电，故障情况下由相邻牵引变电所实现越区供电（大双边供电）。变电所间距一般为2～4km（视供电电压和负荷大小而定）。1.3牵引供电系统的工作原理8磁悬浮列车在运行过程中，通过受流器从轨道获取DC750V或DC1500V直流电源，经过变换输出四路电路，即：第一路：经主牵引逆变器，变频为电压和频率可调三相交流电，驱动直线感应电机，为磁悬浮列车提供牵引、制动功率。第二路：经辅助逆变器输出AC380V交流电，为空调、气泵、主牵引逆变器的风机等车载设备供电，其中风机又是主牵引逆变器工作的必

5、要条件。第三路：经DC/DC变换器变换为DC280V直流电，供磁悬浮斩波器驱动磁悬浮电磁铁完成列车悬浮。第四路：经DC/DC变换器变换为DC110V直流电，以满足控制器、机械制动器、照明、雨刮等设备用电要求，同时满足系统调试用电要求。牵引供电系统示意图如图1所示：2辅助电源系统2.1辅助电源系统的特性中低速磁悬浮列车是一种高科技高度集成的交通工具，搭载了众多现代设备，其所需电源制式和电压等级不尽相同。辅助电源系统不仅要求提供种类不同的电源，而且其组成设备体积小、重量轻、噪音小，满足车体结构和运行环境的影响，其输出电源满足列车各种负载工况的用电要求。2.

6、2辅助电源系统的组成8辅助电源系统主要设备包括：高压隔离开关、DC330V悬浮电源、紧急逆变器、330V电磁系统、110V蓄电池组、低压配电柜、DC330V配电柜等。2.3辅助电源系统的工作原理辅助电源系统将DC1500V电压变换为车厢辅助电气设备所用的交流电源和直流电源，负载包括悬浮系统、空调/采暖、空压机组、列车照明、各系统控制电路、电动车门以及车载信号与通信设备、蓄电池等所需的电源，同时提供相应的配电及保护。辅助电源系统的负载主要分为三类，即：第一类是交流负载。由辅助逆变器供电，供电对象包括空压机组、列车照明、DC110V控制电源等三相和单相交流

7、负载。为确保磁悬浮列车车底空间尺寸及重量的限制要求，列车编组交流电源采用分散供电的形式。第二类是330V直流负载。正常运行时，由DC330V悬浮电源柜向车辆悬浮系统供电，辅助逆变器发生故障时增加风机备用电源负载。DC330V悬浮电源在编组内组成干线网，当编组列车一台DC330V悬浮电源柜发生故障时，剩余两台悬浮电源能继续为车辆悬浮提供电源，维持故障情况下悬浮系统能够正常运行，也确保牵引逆变器散热风机的备用电源从悬浮系统取电运转。8第三类是110V直流负载。由110V控制电源柜向各系统控制电路、电动车门、应急照明、通风、车载信号及通信设备提供电源，110

8、V控制电源在列车编组内组成干线网。单车辅助电源系统供电示意图如图2所示。3主要电气设备供电系统