阅读说明：本技术 磁浮列车的无接触感应供电系统 (Contactless induction power supply system of maglev train ) 是由 杨颖� 王倩 邓江明 佟来生 罗华军 曹芬 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种磁浮列车的无接触感应供电系统,所述系统包括：地面系统、分离式变压器以及车辆系统；所述地面系统包括地面整流模块和高频逆变模块；所述分离式变压器包括原边补偿模块、发射线圈、接收线圈以及副边补偿电路；所述车辆系统包括车辆整流模块、升压模块、蓄电池以及车辆正常负载,上述系统能够在磁浮列车低速运行时,基于无接触供电方式为其供电。(The application discloses contactless induction power supply system of maglev train, the system includes: a ground system, a split transformer, and a vehicle system; the ground system comprises a ground rectification module and a high-frequency inversion module; the split type transformer comprises a primary side compensation module, a transmitting coil, a receiving coil and a secondary side compensation circuit; the vehicle system comprises a vehicle rectifying module, a boosting module, a storage battery and a vehicle normal load, and the system can supply power to the maglev train based on a non-contact power supply mode when the maglev train runs at a low speed.)

磁浮列车的无接触感应供电系统

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，更具体的说，是涉及一种磁浮列车的无接触感应供电系统。

背景技术

众所周知，中高速磁浮列车由于牵引功率需求较大，须采取地面供电的长定子直线电机驱动方式。当磁浮列车高速(速度大于100km/h)运行时，车载线性发电机从长定子直线电机获取的能量能够满足磁浮列车的用电需求，而当磁浮列车低速(速度小于100km/h)运行时，车载线性发电机从长定子直线电机获取的能量是不能满足磁浮列车的用电需求的，需要采用外部供电方式。

目前，针对磁浮列车，经常采用的外部供电方式为接触式供电方式(如，接触轨供电方式、接触网馈电方式、轨道回流供电方式等)。

对于接触式供电原理以及存在的弊端，下面以磁浮列车接触轨供电方式为例进行说明。如图1所示，图1示出了磁浮列车接触轨供电结构示意图，接触轨供电原理具体为：车辆-1以抱轨的方式在轨道上运行，正极接触轨-6与负极接触轨-7分别安装在轨道-3的轨道梁左右梁墩两侧，地面电源-4通过馈电电缆-5给正极接触轨-6和负极接触轨-7供电；车辆-1通过专门的受流设备从正极接触轨-6取电，然后经过车辆负载-2、负极接触轨-7、馈电电缆-5回到地面电源-4负极，形成完整的电流环路。

但是，接触轨供电方式，由于车辆-1运行时与正极接触轨-6、负极接触轨-7机械接触，会产生较大噪音；而且，车辆-1上的受流设备是通过与正极接触轨-6、负极接触轨-7机械接触实现取电的，会造成车辆-1磨损，导致对车辆-1上的受流设备的维护工作量比较大；另外，正极接触轨-6与负极接触轨-7容易受到环境影响(如，在冰雪天气，正极接触轨-6与负极接触轨-7上容易结冰/积雪)，导致电能传输不良，受流拉弧，危害行车安全。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的磁浮列车无接触供电系统。具体方案如下：

一种磁浮列车的无接触感应供电系统，所述系统包括：

地面系统、分离式变压器以及车辆系统；

所述地面系统包括地面整流模块和高频逆变模块；

所述分离式变压器包括原边补偿模块、发射线圈、接收线圈以及副边补偿电路；

所述车辆系统包括车辆整流模块、升压模块、蓄电池以及车辆正常负载；

其中，所述地面整流模块用于将地面电源整流至第一直流电，并将所述第一直流电提供所述高频逆变模块，所述高频逆变模块用于将所述第一直流电逆变为高频交流电，所述高频交流电通过所述原边补偿模块提供给所述发射线圈，所述发射线圈用于将所述高频交流电提供给所述接收线圈；所述车辆整流模块用于将所述接收线圈中的高频交流电整流为第二直流电，并将所述第二直流电提供给所述升压模块，所述升压模块用于将所述第二直流电升压至第三直流电，并将所述第三直流电提供给所述车辆正常负载以及所述蓄电池，所述车辆正常负载采用所述第三直流电作为供电电源，所述蓄电池采用所述第三直流电充电。

可选地，所述地面电源为380V的工频三相交流电，所述第一直流电为750V直流电，所述高频交流电为50kHz的高频交流电，所述第二直流电为330V直流电，所述第三直流电为440V直流电。

可选地，所述接收线圈与所述副边补偿模块集成在接收板中，所述接收板采用挂钩安装方式挂装在列车底架悬浮电磁铁靠轨道的面，所述接收线圈正对所述发射线圈，且所述接收线圈与所述发射线圈之间的距离为预设机械气隙。

可选地，所述预设机械气隙为大于等于30mm，小于等于50mm的任意数值。

借由上述技术方案，本申请公开了一种磁浮列车的无接触感应供电系统，所述系统包括：地面系统、分离式变压器以及车辆系统；所述地面系统包括地面整流模块和高频逆变模块；所述分离式变压器包括原边补偿模块、发射线圈、接收线圈以及副边补偿电路；所述车辆系统包括车辆整流模块、升压模块、蓄电池以及车辆正常负载；其中，所述地面整流模块用于将地面电源整流至第一直流电，并将所述第一直流电提供所述高频逆变模块，所述高频逆变模块用于将所述第一直流电逆变为高频交流电，所述高频交流电通过所述原边补偿模块提供给所述发射线圈，所述发射线圈用于将所述高频交流电提供给所述接收线圈；所述车辆整流模块用于将所述接收线圈中的高频交流电整流为第二直流电，并将所述第二直流电提供给所述升压模块，所述升压模块用于将所述第二直流电升压至第三直流电，并将所述第三直流电提供给所述车辆正常负载以及所述蓄电池，所述车辆正常负载采用所述第三直流电作为供电电源，所述蓄电池采用所述第三直流电充电。上述系统能够在磁浮列车低速运行时，基于无接触供电方式为其供电。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的

具体实施方式

。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请公开的一种接触轨供电结构示意图；

图2为本申请公开的一种轮轨列车无接触外部供电工作示意图；

图3为本申请公开的一种磁浮列车的无接触感应供电系统示意图；

图4为本申请公开的又一种磁浮列车的无接触感应供电系统示意图；

图5为本申请公开的又一种磁浮列车的无接触感应供电系统示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

由背景技术可知，现有技术中，针对磁浮列车，经常采用的外部供电方式为接触式供电方式，而接触式供电方式存在各种问题，为了解决这种问题，本申请的发明人想到可以采用无接触式供电方式实现对磁浮列车的外部供电。

但是，现有的无接触式供电方式是针对轮轨列车提出的，如图2所示，图2示出了针对轮轨列车的无接触式供电结构示意图，无接触式供电原理具体为：发射线圈10安装在轨道3的轨道面中间，接收线圈11安装在车辆1底部，地面电源4经高频逆变模块8、馈电线缆5、原边补偿模块9后给发射线圈10供电；接收线圈11与发射线圈10之间发生无线能量传输，接收线圈11获得能量；接收线圈11产生的交流电能经过副边补偿模块12、车辆整流模块13后给车辆负载2供电。

由于磁浮列车与轮轨列车的结构及运行方式均不同，因此，上述针对轮轨列车的无接触式供电方式并不适用于磁浮列车。

基于以上，本申请发明人针对磁浮列车提出一种无接触式供电方式，具体将通过以下内容详细说明。

请参阅附图3，图3为本申请实施例公开的一种磁浮列车的无接触感应供电系统的结构示意图，该磁浮列车的无接触感应供电系统包括：

地面系统-14、分离式变压器-15以及车辆系统-16；

所述地面系统-14包括地面整流模块-17和高频逆变模块-8；

所述分离式变压器-15包括原边补偿模块-9、发射线圈-10、接收线圈-11以及副边补偿电路-12；

所述车辆系统-16包括车辆整流模块-13、升压模块-18、蓄电池-19以及车辆正常负载-21；

其中，所述地面整流模块用于将地面电源-4整流至第一直流电，并将所述第一直流电提供所述高频逆变模块，所述高频逆变模块用于将所述第一直流电逆变为高频交流电，所述高频交流电通过所述原边补偿模块提供给所述发射线圈，所述发射线圈用于将所述高频交流电提供给所述接收线圈；所述车辆整流模块用于将所述接收线圈中的高频交流电整流为第二直流电，并将所述第二直流电提供给所述升压模块，所述升压模块用于将所述第二直流电升压至第三直流电，并将所述第三直流电提供给所述车辆正常负载以及所述蓄电池，所述车辆正常负载采用所述第三直流电作为供电电源，所述蓄电池采用所述第三直流电充电。

作为一种可实施方式，所述地面电源为380V的工频三相交流电，所述第一直流电为750V直流电，所述高频交流电为50kHz的高频交流电，所述第二直流电为330V直流电，所述第三直流电为440V直流电。

请参阅附图4，图4为本申请实施例公开的一种磁浮列车的无接触感应供电系统的实际应用示意图，需要说明的是，在磁浮列车的无接触感应供电系统的实际应用过程中，所述接收线圈与所述副边补偿模块集成在接收板-20中，所述接收板采用挂钩安装方式挂装在列车底架悬浮电磁铁靠轨道的面，所述接收线圈正对所述发射线圈，且所述接收线圈与所述发射线圈之间的距离为预设机械气隙。作为一种可实施方式，预设机械气隙可以为30～50mm的任意数值。

本申请中，采用一体化设计思路，直接将接收线圈与副边补偿模块集成在接收板中，设计紧凑，节约空间；另外，接收板采用挂钩安装方式挂装在车辆底架悬浮电磁铁靠轨道的面，使得接收线圈正对发射线圈，并保持一定的机械气隙，使得接收板的拆装维护更加方便。

以上实施例，只对单侧的发射线圈与接收板进行了示例说明，实际应用中轨道的两侧皆安装有发射线圈，车辆的两侧也皆安装有接收线圈，如图5所示，图5为本申请实施例公开的又一种磁浮列车的无接触感应供电系统的实际应用示意图。

本发明提出一种适用长定子直线电机驱动磁浮列车的无接触式供电系统，通过采用常用的工频三相交流380V电源作为系统外部电能输入，在不影响现有列车限界尺寸及部件结构情况下，由轨道侧面向车辆底架侧面发射高频交变磁场，挂装在车辆底架侧面的接收装置通过高频磁场感应出交流电压经整流和升压后为车辆正常负载和蓄电池稳定供电。此种方式主要用于车辆静止状态下的静态调试和车载蓄电池充电，可完全替代车辆传统接触轨受流方式供电的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。