CN105356624A - 用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统 - Google Patents
用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105356624A CN105356624A CN201510705877.5A CN201510705877A CN105356624A CN 105356624 A CN105356624 A CN 105356624A CN 201510705877 A CN201510705877 A CN 201510705877A CN 105356624 A CN105356624 A CN 105356624A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- current
- alternating
- superconduction
- supercurrent cable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 71
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 48
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims abstract description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/02—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks using a single network for simultaneous distribution of power at different frequencies; using a single network for simultaneous distribution of ac power and of dc power
-
- H02J5/005—
Abstract
本发明公开了一种用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其包括混合超导变压器子系统、接触式供电子系统、感应式供电子系统以及超导供电管道;其中,混合超导变压器子系统将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电后,由超导供电管道传输低电压、高电流工频交流电;并且,接触式供电子系统与超导供电管道直接接触后,由超导供电管道提供电能输入,驱动地下提升装置提升货物;感应式供电子系统通过与超导供电管道发生电磁感应而获取电能输入后,驱动地面运输车沿运输轨道运输货物。本发明不仅减少了绕组损耗,还避免传输过程中的电能损耗,同时还实现了对感应耦合式电气设备的可靠供电。
Description
技术领域
本发明涉及非接触电力传输和超导供电技术领域,特别涉及一种用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统。
背景技术
利用金属导体直接接触的电能传输方式存在诸多安全隐患,如器件滑动磨损、接触电火花、带电导体裸露等。近年来,基于初级和次级分离的松耦合变压器原理的感应耦合式电能传输技术已日趋实用化和商业化,具有重要的科学意义和广阔的应用前景。感应耦合式电能传输技术避免了供电电源与用电负载之间的直接金属导体连接,可以为各类移动电气设备、工作于水下及易燃易爆等特殊环境下的电气设备提供灵活、安全、可靠的非接触电能供应。
由于作为电能传输核心部件的松耦合变压器的电磁耦合系数较低,必须通过提高初级绕组电流频率或增大初级绕组电流幅值才能实现大功率的非接触电能传输。受限于常规铜、铝导体的电气性能,如允许工作电流密度较低、电阻率较高等,较大的初级绕组电流幅值将会增加装置整体的体积和重量,并会降低电能传输效率。目前的实用解决方案是通过提高初级绕组电流频率(如几十kHz至几百kHz)来实现大功率、高效率非接触电能传输,其相关实用产品已成功应用到电动汽车的车载蓄电池充电、单轨行车供电等电气设备。
然而,这种通过提高初级绕组电流频率的实用解决方案无法直接利用公用电网的50Hz工频交流电能,需要在松耦合变压器的初级侧增设额外的工频-高频变换电源设备,还将引起较大的功率电子开关损耗和铁芯损耗,及产生一定的高频电磁干扰问题。此外,在采矿、采油、大型车间等易燃、易爆环境中的各种低速大力矩电机的非接触电能传输应用中,这种通过提高初级绕组电流频率的实用解决方案还需要进一步在松耦合变压器的次级侧增设额外的高频-工频变换电源设备,以满足低速大力矩电机的工频交流电能需求。
超导体具有比常规铜导体高两个数量级以上的允许工作电流密度,且兼备近似为零的损耗电阻。那么,相同体积的超导绕组可以通过比常规铜绕组高两个数量级以上的电流幅值,并实现近似为零的绕组损耗,从而使通过增大初级绕组电流幅值来实现大功率、高效率非接触电能传输成为可能。关于引入超导绕组以实现感应耦合式电能传输的技术方案,目前的研究成果仅仅是探讨了其技术可行性,侧重于装置概念设计及仿真分析,但是没有给出含超导绕组的感应耦合式电能传输实用化技术方案,尤其是没有涉及到同时结合了接触式供电和感应式供电的超导复合供电系统的设计和应用方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案是:一种用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其包括混合超导变压器子系统、接触式供电子系统、感应式供电子系统以及超导供电管道;其中,
所述混合超导变压器子系统,用于将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电;
所述超导供电管道,用于传输低电压、高电流工频交流电;
所述接触式供电子系统和所述感应式供电子系统,分别用于为地下提升装置和地面运输车供电;
所述地下提升装置将货物从地下提升至地面,所述地面运输车在环形运输轨道上运送货物,所述超导供电管道设置在所述环形运输轨道之间,所述接触式供电子系统与所述超导供电管道直接接触后,由所述超导供电管道提供电能输入,驱动所述地下提升装置提升货物;所述感应式供电子系统通过与所述超导供电管道发生电磁感应而获取电能输入,驱动所述地面运输车沿所述运输轨道运输货物。
根据一种具体的实施方式,所述超导供电管道包括U形管道和位于所述U形管道内的第一超导交流电缆和第二超导交流电缆;其中,
所述U形管道包括第一供电管道、第二供电管道以及连通所述第一供电管道和所述第二供电管道的连通部,并且所述第一供电管道和第二供电管道与所述运输轨道平行,所述连通部位于所述接触式供电子系统的附近;
所述混合超导变压器子系统分别与第一超导交流电缆和第二超导交流电缆连接,用于传输低电压、高电流工频交流电;所述第一供电管道和第二供电管道的开口安装在所述混合超导变压器子系统上,将所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆分别穿入所述第一供电管道和所述第二供电管道内,并铺设至所述连通部内后,所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆分别通过超导电流引线与所述接触式供电子系统连接;
当所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆传输低电压、高电流工频交流电时,所述感应式供电子系统通过与所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆发生电磁感应而产生电能。
根据一种具体的实施方式,所述混合超导变压器子系统包括高压铜绕组、低压超导绕组、矩形铁芯、低温杜瓦、制冷机和液氮泵;其中,
所述高压铜绕组安装在所述矩形铁芯的一个铁芯柱上,所述高压铜绕组与工频交流电网连接;所述低压超导绕组浸泡在所述低温杜瓦内部的液氮中,所述低温杜瓦安装在所述矩形铁芯的另一个铁芯柱上;
所述高压铜绕组、所述低压超导绕组和所述矩形铁芯构成的混合超导变压器,用于将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电,并且由所述低压超导绕组分别与所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆连接;
所述制冷机安装在所述低温杜瓦的盖板上,所述制冷机的制冷头伸入至所述低温杜瓦内部,用于维持液氮的工作温度;
所述第一供电管道和第二供电管道的开口伸入至所述低温杜瓦内部,所述液氮泵浸泡在所述低温杜瓦内部液氮中,用于驱动液氮在所述U形管道和所述低温杜瓦之间的循环流动,维持所述U形管道内的所述超导交流电缆的工作温度。
根据一种具体的实施方式,所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆还分别通过所述超导电流引线与初级补偿电路连接,用于提高传输的低电压、高电流工频交流电的电能功率;其中,
所述第一供电管道和所述第二供电管道上分别设置一个节点通道,所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆上连接的所述超导电流引线,穿过相应的节点通道后,与所述初级补偿电路连接。
根据一种具体的实施方式,所述连通部设置有两个节点通道,并且所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆上连接的所述超导电流引线,各穿过一个节点通道后,与所述接触式供电子系统连接。
根据一种具体的实施方式,所述接触式供电子系统包括第一交流-直流变流器、第一直流斩波器、第一直流-交流变流器;其中,
所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆上连接的所述超导电流引线,穿过所述连通部上的节点通道后,分别与所述第一交流-直流变流器连接,所述第一交流-直流变流器、所述第一直流斩波器和所述第一直流-交流变流器依次串联连接,用于将所述超导电流引线输入的低电压、高电流工频交流电进行电能变换后,为所述地下提升装置的电动机供电。
根据一种具体的实施方式,所述感应式供电子系统包括E形铁芯、次级感应绕组、次级补偿电路、第二交流-直流变流器、第二直流斩波器、第二直流-交流变流器、第三直流斩波器以及车载蓄电池;其中,
所述E形铁芯安装在地面运输车的底部,所述E形铁芯的两个铁芯窗口嵌套在所述第一供电管道和所述第二供电管道上,使所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆构成所述感应式供电子系统的初级供电绕组,并且所述次级感应绕组安装在所述E形铁芯的中心铁芯柱上;
所述次级感应绕组与所述次级补偿电路连接,所述次级补偿电路、所述第二交流-直流变流器连接、所述第二直流斩波器依次串联连接,所述第二直流斩波器分别与所述第三直流斩波器和所述第二直流-交流变流器连接,并且所述第三直流斩波器与所述车载蓄电池连接,所述第二直流-交流变流器与所述地面运输车的电动机连接;
当所述次级感应绕组在所述第一供电管道和所述第二供电管道之间时,其产生电能一部分用于为所述地面运输车的电动机供电,另一部分用于为所述车载蓄电池充电而存储在所述车载蓄电池中;
当所述次级感应绕组不在第一供电管道和所述第二供电管道之间时,所述次级感应绕组不产生电能,所述蓄电池通过所述第三直流斩波器和所述第二直流-交流变流器与所述地面运输车的电动机连接,用于为所述地面运输车的电动机供电,直至所述次级感应绕组产生电能。
根据一种具体的实施方式,所述低压超导绕组由BSCCO或ReBCO高温超导导体绕制而成。
根据一种具体的实施方式,所述第一超导交流电缆、所述第二超导交流电缆和所述超导电流引线由BSCCO或ReBCO高温超导导体绕制而成。
根据一种具体的实施方式,本发明还包括运输调度系统,所述运输调度系统用于协调所述地面运输车的运输速度和所述地下提升装置的提升速度,使所述地面运输车到达货物卸载地点卸货后,再空车返回至上货地点时,恰好所述地下提升装置将待运送的货物提升至地面。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明复合了接触式供电和感应式供电的技术优势,利用具有非常高工作电流、近似零损耗特性的超导交流电缆来同时实现对直接接触式电气设备和感应耦合式电气设备的灵活、安全、可靠供电。
2、本发明省去了工频-高频变换电源设备和高频-工频变换电源设备及附属的复杂控制系统,可直接通过感应耦合方式将静止的工频交流电源的50Hz交流电能传输至移动的工频电气设备终端。
3、本发明的系统工作频率为工频50Hz,减小了电能变换环节中的功率电子开关损耗和铁芯损耗,解决了高频电磁干扰问题。
4、本发明采用近似零损耗特性的超导绕组和超导交流电缆,避免了常规铜绕组和铜交流电缆带来的电能损耗。
附图说明
图1是本发明用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统的结构示意图;
图2是本发明的一个实施例的示意图;
图3是本发明接触式供电子系统的结构示意图;
图4是本发明地面运输车底部与环形运输轨道衔接截面的示意图;
图5是本发明感应式供电子系统的结构框图。
附图标记列表
1:高压铜绕组2:低压超导绕组3:矩形铁芯4:低温杜瓦5:制冷机6:第一超导交流电缆7:第二超导交流电缆8:液氮泵9:初级补偿电路10:第一交流-直流变流器11:第一直流斩波器12:第一直流-交流变流器13:E形铁芯14:次级感应绕组15:次级补偿电路16:第二交流-直流变流器17:第二直流斩波器18:第二直流-交流变流器19:第三直流斩波器20:车载蓄电池
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
结合图1所示的本发明用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统的结构示意图;本发明包括混合超导变压器子系统、接触式供电子系统、感应式供电子系统以及超导供电管道。
其中,混合超导变压器子系统,用于将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电。超导供电管道,用于传输低电压、高电流工频交流电。接触式供电子系统,用于为地下提升装置供电。感应式供电子系统,用于为地面运输车供电。
具体的,地下提升装置将货物从地下提升至地面,地面运输车在环形运输轨道上运送货物,超导供电管道设置在地面运输车的运输轨道之间,接触式供电子系统与超导供电管道直接接触后,由超导供电管道提供电能输入,从而驱动地下提升装置提升货物。感应式供电子系统通过与超导供电管道发生电磁感应而获取电能输入,驱动地面运输车沿环形运输轨道运输货物。
在一个实施例中,超导供电管道包括U形管道和位于U形管道内的第一超导交流电缆和第二超导交流电缆。其中,U形管道包括第一供电管道、第二供电管道以及连通第一供电管道和第二供电管道的连通部,并且第一供电管道和第二供电管道与运输轨道平行,连通部位于接触式供电子系统的附近。
混合超导变压器子系统分别与第一超导交流电缆和第二超导交流电缆连接,用于传输低电压、高电流工频交流电。其中,第一供电管道和第二供电管道的开口安装在混合超导变压器子系统上,将第一超导交流电缆和第二超导交流电缆分别穿入第一供电管道和第二供电管道,并铺设至连通部内后,第一超导交流电缆通过一条超导电流引线与接触式供电子系统连接,第二超导交流电缆通过另一条超导电流引线与接触式供电子系统连接。
当第一超导交流电缆和第二超导交流电缆传输低电压、高电流工频交流电时,感应式供电子系统通过与第一超导交流电缆和第二超导交流电缆发生电磁感应而产生电能。
具体的,连通部设置有两个节点通道,并且第一超导交流电缆和第二超导交流电缆上连接的超导电流引线,各穿过一个连通部上的节点通道后,与接触式供电子系统连接。
结合图2所示的本发明的一个实施例的示意图;在本实施例中,混合超导变压器子系统包括高压铜绕组1、低压超导绕组2、矩形铁芯3、低温杜瓦4、制冷机5和液氮泵8。
其中,高压铜绕组1安装在矩形铁芯3的一个铁芯柱上,高压铜绕组1与工频交流电网连接。低压超导绕组2浸泡在低温杜瓦4内部的液氮中,低温杜瓦4安装在矩形铁芯3的另一个铁芯柱上。
高压铜绕组1、低压超导绕组2和矩形铁芯3构成的混合超导变压器,用于将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电,并且由低压超导绕组2分别与第一超导交流电缆6和第二超导交流电缆7连接。
制冷机5安装在低温杜瓦4的盖板上,制冷机5的制冷头伸入至低温杜瓦4内部,用于维持液氮的工作温度。
第一供电管道和第二供电管道的开口伸入至低温杜瓦4内部,液氮泵8浸泡在低温杜瓦4内部液氮中,用于驱动液氮在U形管道和低温杜瓦4之间的循环流动,维持U形管道内的超导交流电缆的工作温度。
在本实施例中,第一超导交流电缆6和第二超导交流电缆7分别通过超导电流引线与初级补偿电路9连接,用于提高传输的低电压、高电流工频交流电的电能功率。
其中,第一供电管道和第二供电管道上分别设置一个节点通道,并且第一超导交流电缆6上连接的超导电流引线,穿过第一供电管道上的节点通道后,与初级补偿电路9连接。第二超导交流电缆7上连接的超导电流引线,穿过第二供电管道上的节点通道后,与初级补偿电路9连接。
结合图3所示的本发明的接触式供电子系统的示意图;接触式供电子系统包括第一交流-直流变流器10、第一直流斩波器11、第一直流-交流变流器12。
第一超导交流电缆6和第二超导交流电缆7上连接的超导电流引线,穿过连通部上的节点通道后,分别与第一交流-直流变流器10连接,并且第一交流-直流变流器10、第一直流斩波器11和第一直流-交流变流器12依次串联连接,用于将超导电流引线输入的低电压、高电流工频交流电进行电能变换后,为地下提升装置的电动机供电。
结合图4和图5分别所示的本发明地面运输车底部与环形运输轨道衔接截面的示意图和本发明感应式供电子系统的结构框图;本发明的感应式供电子系统包括E形铁芯13、次级感应绕组14、次级补偿电路15、第二交流-直流变流器16、第二直流斩波器17、第二直流-交流变流器18、第三直流斩波器19以及车载蓄电池20。
具体的,E形铁芯13安装在地面运输车的底部,E形铁芯13的两个铁芯窗口嵌套在第一供电管道和第二供电管道上,使第一超导交流电缆6和第二超导交流电缆7构成感应式供电子系统的初级供电绕组,并且次级感应绕组14安装在E形铁芯13的中心铁芯柱上。
次级感应绕组14与次级补偿电路15连接,并且次级补偿电路15、第二交流-直流变流器16和第二直流斩波器17依次串联连接,第二直流斩波器17分别与第三直流斩波器19和第二直流-交流变流器18连接,并且第三直流斩波器19与车载蓄电池20连接,第二直流-交流变流器18与地面运输车的电动机连接。
当次级感应绕组14在第一供电管道和第二供电管道之间时,其产生电能一部分用于为地面运输车的电动机供电,另一部分用于为车载蓄电池20充电而存储在车载蓄电池20中。
当次级感应绕组14不在第一供电管道和第二供电管道之间时,次级感应绕组14不产生电能,车载蓄电池20通过第三直流斩波器19和第二直流-交流变流器18与地面运输车的电动机连接,用于为地面运输车的电动机供电,直至次级感应绕组14产生电能。
在一个实施例中,本发明还包括运输调度系统,运输调度系统用于协调地面运输车的运输速度和地下提升装置的提升速度,使地面运输车到达货物卸载地点卸货后,再空车返回至上货地点时,恰好地下提升装置将待运送的货物提升至地面。
在本发明中,低压超导绕组、第一超导交流电缆和第二超导交流电缆和超导电流引线均由BSCCO或ReBCO高温超导导体绕制而成。而且,在本发明中,初级补偿电路为并联谐振补偿电路,次级补偿电路为并联或串联谐振补偿电路。
本发明复合了接触式供电和感应式供电的技术优势,利用具有非常高工作电流、近似零损耗特性的超导交流电缆来同时实现对直接接触式电气设备和感应耦合式电气设备的灵活、安全、可靠供电。由于省去了工频-高频变换电源设备和高频-工频变换电源设备及附属的复杂控制系统,可直接通过感应耦合方式将静止的工频交流电源的50Hz交流电能传输至移动的工频电气设备终端,而且电能的工频为50Hz,减小了电能变换环节中的功率电子开关损耗和铁芯损耗,解决了高频电磁干扰问题。此外,本发明采用近似零损耗特性的超导绕组和超导交流电缆,避免了常规铜绕组和铜交流电缆带来的电能损耗。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明,但本发明并不限制于上述实施方式,在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下,本领域的技术人员可以做出各种修改或改型。
Claims (10)
1.一种用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,包括混合超导变压器子系统、接触式供电子系统、感应式供电子系统以及超导供电管道;其中,
所述混合超导变压器子系统,用于将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电;
所述超导供电管道,用于传输低电压、高电流工频交流电;
所述接触式供电子系统和所述感应式供电子系统,分别用于为地下提升装置和地面运输车供电;
所述地下提升装置将货物从地下提升至地面,所述地面运输车在环形运输轨道上运送货物,所述超导供电管道设置在所述环形运输轨道之间,所述接触式供电子系统与所述超导供电管道直接接触后,由所述超导供电管道提供电能输入,驱动所述地下提升装置提升货物;所述感应式供电子系统通过与所述超导供电管道发生电磁感应而获取电能输入,驱动所述地面运输车沿所述环形运输轨道运输货物。
2.如权利要求1所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述超导供电管道包括U形管道和位于所述U形管道内的第一超导交流电缆和第二超导交流电缆;其中,
所述U形管道包括第一供电管道、第二供电管道以及连通所述第一供电管道和所述第二供电管道的连通部,并且所述第一供电管道和第二供电管道与所述运输轨道平行,所述连通部位于所述接触式供电子系统的附近;
所述混合超导变压器子系统分别与第一超导交流电缆和第二超导交流电缆连接,用于传输低电压、高电流工频交流电;所述第一供电管道和第二供电管道的开口安装在所述混合超导变压器子系统上,将所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆分别穿入所述第一供电管道和所述第二供电管道内,并铺设至所述连通部内后,所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆分别通过超导电流引线与所述接触式供电子系统连接;
当所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆传输低电压、高电流工频交流电时,所述感应式供电子系统通过与所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆发生电磁感应而产生电能。
3.如权利要求2所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述混合超导变压器子系统包括高压铜绕组、低压超导绕组、矩形铁芯、低温杜瓦、制冷机和液氮泵;其中,
所述高压铜绕组安装在所述矩形铁芯的一个铁芯柱上,所述高压铜绕组与工频交流电网连接;所述低压超导绕组浸泡在所述低温杜瓦内部的液氮中,所述低温杜瓦安装在所述矩形铁芯的另一个铁芯柱上;
所述高压铜绕组、所述低压超导绕组和所述矩形铁芯构成的混合超导变压器,用于将工频交流电网输入的高电压、低电流工频交流电转换为低电压、高电流工频交流电,并且由所述低压超导绕组分别与所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆连接;
所述制冷机安装在所述低温杜瓦的盖板上,所述制冷机的制冷头伸入至所述低温杜瓦内部,用于维持液氮的工作温度;
所述第一供电管道和第二供电管道的开口伸入至所述低温杜瓦内部,所述液氮泵浸泡在所述低温杜瓦内部液氮中,用于驱动液氮在所述U形管道和所述低温杜瓦之间的循环流动,维持所述U形管道内的所述超导交流电缆的工作温度。
4.如权利要求2或3所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆还分别通过所述超导电流引线与初级补偿电路连接,用于提高传输的低电压、高电流工频交流电的电能功率;其中,
所述第一供电管道和所述第二供电管道上分别设置一个节点通道,所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆上连接的所述超导电流引线,穿过相应的节点通道后,与所述初级补偿电路连接。
5.如权利要求2所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述连通部设置有两个节点通道,并且所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆上连接的所述超导电流引线,各穿过一个节点通道后,与所述接触式供电子系统连接。
6.如权利要求5所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述接触式供电子系统包括第一交流-直流变流器、第一直流斩波器、第一直流-交流变流器;其中,
所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆上连接的所述超导电流引线,穿过所述连通部上的节点通道后,分别与所述超导电流引线与所述第一交流-直流变流器连接,所述第一交流-直流变流器、所述第一直流斩波器和所述第一直流-交流变流器依次串联连接,用于将所述超导电流引线输入的低电压、高电流工频交流电进行电能变换后,为所述地下提升装置的电动机供电。
7.如权利要求2所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述感应式供电子系统包括E形铁芯、次级感应绕组、次级补偿电路、第二交流-直流变流器、第二直流斩波器、第二直流-交流变流器、第三直流斩波器以及车载蓄电池;其中,
所述E形铁芯安装在地面运输车的底部,所述E形铁芯的两个铁芯窗口嵌套在所述第一供电管道和所述第二供电管道上,使所述第一超导交流电缆和所述第二超导交流电缆构成所述感应式供电子系统的初级供电绕组,并且所述次级感应绕组安装在所述E形铁芯的中心铁芯柱上;
所述次级感应绕组与所述次级补偿电路连接,所述次级补偿电路、所述第二交流-直流变流器连接、所述第二直流斩波器依次串联连接,所述第二直流斩波器分别与所述第三直流斩波器和所述第二直流-交流变流器连接,并且所述第三直流斩波器与所述车载蓄电池连接,所述第二直流-交流变流器与所述地面运输车的电动机连接;
当所述次级感应绕组在所述第一供电管道和所述第二供电管道之间时,其产生电能一部分用于为所述地面运输车的电动机供电,另一部分用于为所述车载蓄电池充电而存储在所述车载蓄电池中;
当所述次级感应绕组不在第一供电管道和所述第二供电管道之间时,所述次级感应绕组不产生电能,所述蓄电池通过所述第三直流斩波器和所述第二直流-交流变流器与所述地面运输车的电动机连接,用于为所述地面运输车的电动机供电,直至所述次级感应绕组产生电能。
8.如权利要求3所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述低压超导绕组由BSCCO或ReBCO高温超导导体绕制而成。
9.如权利要求4或5所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,所述第一超导交流电缆、所述第二超导交流电缆和所述超导电流引线由BSCCO或ReBCO高温超导导体绕制而成。
10.如权利要求1所述的用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统,其特征在于,还包括运输调度系统,所述运输调度系统用于协调所述地面运输车的运输速度和所述地下提升装置的提升速度,使所述地面运输车到达货物卸载地点卸货后,再空车返回至上货地点时,恰好所述地下提升装置将待运送的货物提升至地面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510705877.5A CN105356624B (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510705877.5A CN105356624B (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105356624A true CN105356624A (zh) | 2016-02-24 |
CN105356624B CN105356624B (zh) | 2018-01-02 |
Family
ID=55332527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510705877.5A Active CN105356624B (zh) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | 用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105356624B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7675190B1 (en) * | 1999-12-08 | 2010-03-09 | Current Communications International Holding Gmbh | Assembly for transmitting information via a low-voltage power supply network |
CN102684321A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-19 | 西安交通大学 | 高液压腔室内外非接触式电能传输系统及其传输方法 |
-
2015
- 2015-10-26 CN CN201510705877.5A patent/CN105356624B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7675190B1 (en) * | 1999-12-08 | 2010-03-09 | Current Communications International Holding Gmbh | Assembly for transmitting information via a low-voltage power supply network |
CN102684321A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-19 | 西安交通大学 | 高液压腔室内外非接触式电能传输系统及其传输方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105356624B (zh) | 2018-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Song et al. | Contactless inductive power pickup system for Maglev applications | |
EP2354075A1 (en) | Power feeding device and rubber tired gantry crane including the same | |
CN103988395B (zh) | 供电系统及非接触供电方法 | |
CN106828183A (zh) | 直线发电装置、车载供电系统以及磁悬浮列车 | |
CN102520722B (zh) | 非接触式供电自动导引车 | |
Hasanzadeh et al. | A review of contactless electrical power transfer: Applications, challenges and future trends | |
EP3053773A1 (en) | System, method and apparatus for remote opportunity charging | |
CN106487044A (zh) | 一种用于高压直流断路器的混合式一体化高位供能方法 | |
JPWO2019189578A1 (ja) | 電極ユニット、送電装置、受電装置、および無線電力伝送システム | |
CN105356624A (zh) | 用于货物地下提升及地面运输的超导复合供电系统 | |
CN203039439U (zh) | 用于沿轨道运行的移动装置的非接触供电设备 | |
CN204361762U (zh) | 一种基于电磁感应的轨道小车充电装置 | |
CN207089043U (zh) | 直线发电装置、车载供电系统以及磁悬浮列车 | |
CN215528676U (zh) | 轮胎式集装箱门式起重机电池转场系统 | |
Mazumdar | Performance improvement of mining haul trucks operating on trolley systems | |
KR20190047229A (ko) | 냉동컨테이너용 무선전력전송 구조 | |
CN201296606Y (zh) | 电解车间集中大修天车滑触线供电结构 | |
CN202847469U (zh) | 一种非接触供电的电电混合智能搬运小车 | |
CN105790451A (zh) | 一种无尾电气化列车 | |
CN112070427A (zh) | 输电铁塔物联网 | |
CN206623691U (zh) | 一种可不间断工作的agv所使用的电池系统 | |
CN212668934U (zh) | 一种电磁吊具及正面起重机 | |
CN111573492A (zh) | 一种电磁吊具及正面起重机 | |
CN203180657U (zh) | 一种超重超大型工程机械输送线非接触式取电装置 | |
CN220009496U (zh) | 一种移动充电车的电气结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |