专利名称：磁悬浮列车高次谐波无接触供电的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明与磁悬浮列车有关，特别是一种磁悬浮列车高次谐波无接触供电的方法及其装置。
本发明的技术方案是一种磁悬浮列车高次谐波无接触供电的方法，其特征在于它是利用原地面三相变频器提供三相输出电压的三相定子线圈上分别叠加一相位互差120°的一定幅度一定频率的高次谐波电压，该高次谐波电压在直线同步电机中产生一附加行波磁场，该附加行波磁场的基波切割列车磁极上的附加发电机线圈而发电，供磁悬浮列车蓄电池充电。
实施上述方法的磁悬浮列车高次谐波无接触供电装置，是在原地面三相变频器附近设一高次谐波电压发生器，其三相高次谐波电压的输出端与原三相变频器输出端并联，在列车的磁极上附加一发电机线圈。
所说的的高次谐波电压也可由原地面三相变频器提供。
叠加的高次谐波电压在直线同步电机中产生附加的行波磁场，附加行波磁场的基波速度vh＝2fh·τ，其中τ为长定子的极距，fh为叠加高次谐波电压的频率。原三相电压产生的基波行波磁场的速度v＝2f·τ，其中f为原三相电压的频率。附加行波磁场的速度vh与列车运行速度v之差为vh-v＝2τ(fh-f)，附加行波磁场的基波切割列车磁极上附加的发电机线圈而发电，该发电机的输出与(fh-f)成正比，因此控制叠加的高次谐波电压的频率就可实现对该发电机输出电压的控制。由于叠加的高次谐波电压产生的附加行波磁场的幅度与驱动列车前进的行波磁场的幅度相比较低，对列车的转矩脉动和磁损影响较小。
叠加的高次谐波电压在直线同步电机中产生附加的行波磁场，附加行波磁场的五次谐波速度vh5＝-2fh/5·τ，负号表示与原三相电压产生的行波磁场的基波速度v方向相反。附加行波磁场的五次谐波速度vh5与列车运行速度v之差vh5-v＝-2τ(fh/5+f)，附加行波磁场的五次谐波切割列车磁极上的原直线发电机线圈而发电，直线发电机的输出与(fh/5+f)成正比，因此控制叠加的高次谐波电压的频率就可实现对直线发电机输出电压的控制。
本发明的优点
1、可以在低速时实现对车载蓄电池的充足供电。
2、不用改动地面线路。
3、成本低，实现方便。
图2是本发明车载直线发电机示意图。
图中1-原地面三相变频器 2.3.4-三相定子线圈 5-长定子6-行波磁场 7-高次谐波行波磁场8-高次谐波的五次谐波行波磁场 9列车磁极10-励磁线圈 11-原直线同步电机线圈12-附加直线发电机线圈高次谐波电压发生器产生的三相高次谐波电压，其幅值为Uh，频率为fh，每相之间相位差为120°，该三相高次谐波电压分别为Δea(fht)=2UhSin(2πfht)---(1)]]>Δeb(fht)=2UhSin(2πfht-2π/3)---(2)]]>Δec(fht)=2UhSin(2πfht-4π/3)---(3)]]>分别叠加在原三相变频器1的输出端并联输入三相定子线圈2、3、4中，该三相定子线圈2、3、4绕在长定子5上，原三相电压在直线同步电机中产生行波磁场B，其运行速度为v＝2f·τ ………………………(4)式中τ为长定子5的极距，该行波磁场的基波Bl与位移和时间的关系为Bl＝BmlSin(π/τ(x-vt)) …………(5)所叠加高次谐波电压产生的附加行波磁场的基波为Bh＝BmhSin(π/τ(x-vht))………(6)其运行速度vh＝2fh·τ …………(7)高次谐波电压产生的附加行波磁场基波的速度与列车运行速度v之差为vh-v＝2τ(fh-f)， ………………(8)因此附加行波磁场的基波切割磁极9上附加的直线发电机线圈12而发电，该直线发电机输出的电压与(fh-f)成正比，因此控制叠加的高次谐波电压的频率fh就可实现对直线发电机输出电压的控制。
另外，叠加的高次谐波电压在直线同步电机中产生附加的行波磁场，该附加行波磁场的五次谐波的速度vh5Vh5＝-2fh/5·τ ………………(9)式中负号表示与原三相电压产生的行波磁场的基波速度，即列车运行速度v方向相反，因此该附加行波磁场的五次谐波速度vh5与列车速度v之差为vh5-v＝-2τ(fh/5+f) …………(10)也就是说附加行波磁场的五次谐波切割列车磁极上的原直线发电机线圈而发电，直线发电机的输出与(fh/5+f)成正比。
总之，控制叠加的高次谐波电压的频率即可实现对直线发电机输出电压的控制。
权利要求
1.一种磁悬浮列车高次谐波无接触供电的方法，其特征在于它是利用原地面三相变频器提供三相输出电压的三相定子线圈上分别叠加一相位互差120°的一定幅度一定频率的高次谐波电压，该高次谐波电压在直线同步电机中产生一附加行波磁场，该附加行波磁场的基波切割列车磁极上的附加发电机线圈而发电，供磁悬浮列车蓄电池充电。
2.实施权利要求1所述的方法的磁悬浮列车高次谐波无接触供电装置，其特征是在原地面三相变频器附近设一高次谐波电压发生器，其三相高次谐波电压的输出端与原三相变频器输出端并联，在列车的磁极上附加一发电机线圈。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮列车高次谐波无接触供电装置，其特征在于所述的高次谐波电压也可由原地面三相变频器提供。
全文摘要
一种磁悬浮列车高次谐波无接触供电的方法及其装置，其供电方法是利用原地面三相变频器提供三相输出电压的三相定子线圈上分别叠加一相位互差120°的一定幅度一定频率的高次谐波电压，该高次谐波电压在直线同步电机中产生一附加行波磁场，该附加行波磁场的基波切割列车磁极上的附加发电机线圈而发电，供磁悬浮列车蓄电池充电。
文档编号B61B13/08GK1431118SQ03115259
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月29日 优先权日2003年1月29日
发明者徐德鸿, 吴祥明, 陈敏, 沈旭 申请人:国家磁浮交通工程技术研究中心