CN108725211A - 一种磁浮列车三相供集电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磁浮列车三相供集电装置，涉及磁浮列车及其供电技术领域。在磁浮列车转向架中间部位设有横梁，横梁的下表面设三组纵向轴承座，匹配地设置三支绝缘套管，三支集电靴，三条供电轨；绝缘套管的水平部位两端为转轴结构，其垂直部位为中空管状结构；集电靴上部为靴把，下部为靴体，靴体底部呈凹半圆状；供电轨顶部表面呈凸半圆状；供电轨顶部与集电靴底部接触受电；靴把插入中空的绝缘套管垂直部位内部；靴把顶端连接电缆，电缆穿过绝缘套管的垂直部位内部并从绝缘套管顶端引出；三相电源通过供电轨、集电靴和电缆构成的供集电装置对磁浮列车三相变流器供电；集电靴与供电轨之间的接触力＝集电靴的重力。

Description

一种磁浮列车三相供集电装置
技术领域
本发明涉及磁浮列车供电技术领域。
背景技术
磁浮列车有长定子驱动和短定子驱动两种方式之分。长定子方式的磁浮列车采用长定子线性同步电机驱动，即电机定子三相交流绕组铺设在地面线路两侧，并由设在地面变电所内的变流器(变频变压)提供动力电源，地面运行中心通过同步电机的同步控制来操控列车的运行。其优点是地面同步电机功率大，磁浮列车与长定子线路没有机械接触，适用于高速运行，但其缺点则是，由于沿线铺设电机定子(长定子)绕组，其造价必然很高。短定子方式的磁浮列车将线性异步电机定子三相绕组布置车上(两侧)，相比电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧的长定子方式，车上的定子三相绕组就短得多，短定子方式因而得名。短定子方式的异步电机转子由很薄的、铺设在线路上(与车上定子位置相应)的铝板构成，结构非常简单，所以，短定子磁浮线路的造价远低于长定子磁浮线路，且短定子磁浮列车控制是在车上完成的，从运行控制方面来说相对比较容易。由于短定子磁浮列车的电机绕组在车上，所以提供动力电源的变流器(变频变压)也必须装在车内，需要从地面给其供电，而现行方式是由地面供电轨和车上集电靴接触完成对车上变流器的供电和集电的，列车的波动、震动会严重影响接触性能，从而影响集电(受流)性能，并且列车速度越高，影响越大，因此尽管短定子方式造价很低，但不适于高速场合。
显然，现在要解决的技术问题是：发明一种供集电装置，进行三相供电和集电，并化解列车波动、震动对受流性能的不良影响，扬长避短，使造价低廉的短定子驱动磁浮列车能够胜任高速线路，创造更高的性价比。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁浮列车三相供集电装置，它能有效地解决高速磁浮列车的供集电的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种磁浮列车三相供集电装置，包括供电轨、集电靴、电缆，在磁浮列车转向架中间部位设置横梁，横梁的下表面分左、中、右设三组纵向的轴承座，与其相匹配地设置左、中、右三支绝缘套管，即左绝缘套管、中绝缘套管和右绝缘套管，绝缘套管呈T字形结构，其水平部位两端为转轴结构，通过轴承与轴承座固定，其垂直部位为中空管状结构；与左、中、右绝缘套管相匹配，设置三支集电靴，即左集电靴、中集电靴和右集电靴，集电靴为导体，集电靴整体为倒T字形结构，其上部的垂直部分为集电靴的靴把，下部的水平部分为集电靴的靴体，靴体下表面为凹半圆状的接触面；与集电靴相匹配，设置三条供电轨，供电轨顶部表面为凸半圆状的接触面，其底部固定在绝缘道床上；左供电轨、中供电轨和右供电轨分别接入三相电源，其接触面分别与左集电靴、中集电靴和右集电靴的接触面接触受电；插入中空的绝缘套管垂直部位的靴把为圆柱体，靴把顶端连接电缆，电缆穿过绝缘套管的垂直部位内部并从绝缘套管顶端引出，再连接磁浮列车上的三相变流器；三相电源通过供电轨、集电靴和电缆构成的供集电装置对磁浮列车三相变流器供电；三相变流器为磁浮列车提供动力电源。
集电靴与供电轨之间的接触力＝集电靴的重力；左集电靴、中集电靴和右集电靴每个的重量一般为2kg到5kg之间。
所述绝缘套管底端与集电靴靴体的顶部之间留有空隙，其空隙大于磁浮列车的悬浮气隙，且集电靴的靴把的长度大于绝缘套管垂直部位长度的一半。
所述电缆的长度大于磁浮列车悬浮时靴把顶端到磁浮列车三相变流器输入端的长度。
所述绝缘道床上面设有保护盖，保护盖内水平部位的底面高于集电靴靴体顶端。
所述转轴的轴线与供电轨走向平行。
集电靴的靴把表面或者绝缘套管垂直部位内部表面可以添加润滑油，以增强磁浮列车上下波动、震动时的适应性，减少磁浮列车上下波动、震动的磨损。
本发明的工作原理是：三组供电轨与三组集电靴及其电缆形成对磁浮列车三相变流器的三相供电系统；在机械结构上，以集电靴与供电轨的接触面为圆心，化解来自磁浮列车左右、上下两个方向的波动、震动对集电靴与供电轨之间的接触受电影响，即通过绝缘套管顶端与磁浮列车纵向平行的转轴与轴承座铰接来化解磁浮列车左右波动、震动对集电靴与供电轨之间接触受电的影响，而通过集电靴的靴把与绝缘套管的直管的结合来化解磁浮列车上下波动、震动对集电靴与供电轨之间接触受电的影响，维持集电靴与供电轨的接触面积不变，使磁浮列车运行中保持优良的供集电性能，从而适应高速运行。
集电靴与供电轨之间的接触力＝集电靴的重力，不需要增加其他机构来产生接触力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、实现高速磁浮列车的三相供电，保持供电功率恒定，不在电网中产生负序。
二、集电靴与供电轨之间的接触力等于集电靴的重力，不需要增加其他机构来产生接触力。
三、化解来自磁浮列车左右、上下两个方向的波动、震动对集电靴与供电轨之间的接触受电影响，从而使短定子驱动磁浮列车可以用于高速磁浮线路；与达长定子驱动磁浮列车相比，可以大大节约投资，提高性价比。
四、技术先进，性能优越，易于实施。
附图说明
图1是本发明实施例的结构主视图。
图2是本发明实施例的绝缘套管的左视局剖图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1示出，本发明的一种具体实施方式为：在磁浮列车转向架中间部位设有横梁1，横梁1的下表面分左、中、右设三组纵向的轴承座2，与其相匹配地设置左、中、右三支绝缘套管，即左绝缘套管3、中绝缘套管4和右绝缘套管5，绝缘套管呈T字形结构，其水平部位两端为转轴6结构，通过轴承与轴承座2固定，其垂直部位为中空管状结构；与左、中、右绝缘套管相匹配，设置三支集电靴，即左集电靴7、中集电靴8和右集电靴9，集电靴为导体，集电靴整体为倒T字形结构，其上部的垂直部分为集电靴的靴把10，下部的水平部分为集电靴的靴体，靴体下表面为凹半圆状的接触面；与集电靴相匹配，设置三条供电轨，供电轨顶部表面为凸半圆状的接触面，其底部固定在绝缘道床11上；左供电轨12、中供电轨13和右供电轨14分别接入三相电源，其接触面分别与左集电靴7、中集电靴8和右集电靴9的接触面接触受电；插入中空的绝缘套管垂直部位的靴把10为圆柱体，靴把10顶端连接电缆15，电缆15穿过绝缘套管的垂直部位内部并从绝缘套管顶端引出，再连接磁浮列车上的三相变流器；三相电源通过供电轨、集电靴和电缆构成的供集电装置对磁浮列车三相变流器供电；三相变流器为磁浮列车提供动力电源。
所述绝缘套管底端与集电靴靴体的顶部之间留有空隙，其空隙大于磁浮列车的悬浮气隙，且集电靴的靴把10的长度大于绝缘套管垂直部位长度的一半。
所述电缆15的长度大于磁浮列车悬浮时靴把顶端到磁浮列车三相变流器输入端的长度。
所述绝缘道床11上面可以加装保护盖16，保护盖呈倒T字形结构，其水平部位底端高于集电靴靴体顶端；保护盖可以起到防止触电的安全保护作用。
集电靴与供电轨之间的接触力＝集电靴的重力；左集电靴7、中集电靴8和右集电靴(9)每个的重量一般为2kg到5kg之间。
所述转轴的轴线与供电轨走向平行。
图2是本发明实施例的集电靴的侧视图。磁浮列车转向架中间部位设有横梁1，横梁1的下表面设轴承座2，与其匹配，设置绝缘套管3，绝缘套管3呈T字形结构，其水平部位两端为转轴6结构，通过轴承与轴承座2固定，其垂直部位为中空管状结构；与绝缘套管相对应设置集电靴7，集电靴为导体，集电靴整体为倒T字形结构，其上部的垂直部分为集电靴的靴把10，下部的水平部分为集电靴的靴体。靴把10插入中空的绝缘套管垂直部位内部；靴把10顶端连接电缆15；电缆15穿过绝缘套管的垂直部位内部并从绝缘套管顶端引出，再连接磁浮列车上的三相变流器。

Claims (6)

1.一种磁浮列车三相供集电装置，包括供电轨、集电靴、电缆，其特征在于：在磁浮列车转向架中间部位设置横梁(1)，横梁(1)的下表面分左、中、右设三组纵向的轴承座(2)，与其相匹配地设置左绝缘套管(3)、中绝缘套管(4)和右绝缘套管(5)，绝缘套管呈T字形结构，其水平部位两端为转轴(6)结构，通过轴承与轴承座(2)固定，其垂直部位为中空管状结构；与左、中、右绝缘套管相匹配，设置左集电靴(7)、中集电靴(8)和右集电靴(9)，集电靴为导体，集电靴整体为倒T字形结构，其上部的垂直部分为集电靴的靴把(10)，下部的水平部分为集电靴的靴体，靴体下表面为凹半圆状的接触面；与集电靴相匹配，设置三条供电轨，供电轨顶部表面为凸半圆状的接触面，其底部固定在绝缘道床(11)上；左供电轨(12)、中供电轨(13)和右供电轨(14)分别接入三相电源，它们的接触面分别与左集电靴(7)、中集电靴(8)和右集电靴(9)的接触面接触集电；与中空的绝缘套管垂直部位间隙配合的靴把(10)为圆柱体，靴把(10)的顶端连接电缆(15)，电缆(15)穿过绝缘套管的垂直部位内部并从绝缘套管顶端引出，再连接磁浮列车上的三相变流器；三相电源通过供电轨、集电靴和电缆构成的供集电装置对磁浮列车三相变流器供电。
2.根据权利要求1所述的一种磁浮列车三相供集电装置，其特征在于：集电靴与供电轨之间的接触力＝集电靴的重力；左集电靴(7)、中集电靴(8)和右集电靴(9)的重量均为2kg到5kg之间。
3.根据权利要求1所述的一种磁浮列车三相供集电装置，其特征在于:所述绝缘套管底端与集电靴靴体的顶部之间留有空隙，其空隙大于磁浮列车的悬浮气隙，且集电靴的靴把(10)的长度大于绝缘套管垂直部位长度的一半。
4.根据权利要求1所述的一种磁浮列车三相供集电装置，其特征在于:所述电缆(15)的长度大于磁浮列车悬浮时靴把顶端到磁浮列车三相变流器输入端的长度。
5.根据权利要求1所述的一种磁浮列车三相供集电装置，其特征在于:所述绝缘道床(11)上面设有保护盖(16)，保护盖(16)内水平部位的底面高于集电靴靴体顶端。
6.根据权利要求1所述的一种磁浮列车三相供集电装置，其特征在于:所述转轴(6)的轴线与供电轨走向平行。
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