CN113346692B - 一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其中，包括如下步骤：S1、定子绕组线圈以每片轨道梁为分段；S2、三相电缆制弯；S3、制弯后的三相电缆依次嵌入定子铁芯，形成定子线圈；S4、三相电缆接头制作；S5、形成预制好的轨道梁分段；S6、完成带有定子绕组的轨道梁的架设；S7、B相电缆跨梁嵌入，其中，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中以形成连续磁场；S8、三相电缆接头跨梁对接与固定。采用单片轨道梁长度(如12.384m或其倍数)作为一个绕组线圈分段单元，有效避免了大型专用进口设备的使用，减少了电缆接头的数量，降低了施工成本，提升了维护效率；B相电缆跨梁嵌入，长定子供电段内形成连续磁场。

Description

一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法

技术领域

本发明属于高速磁浮领域，具体涉及一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法。

背景技术

高速磁浮作为新型交通方式，在速度、安全性、舒适性方面较其他轨道交通方式均有极大的提升。采用全新的供电方式，通过轨道上安装的长定子绕组与车体上转子产生的磁场相互吸引作用，从而驱动磁浮列车运行、制动、悬浮。

定子绕组指嵌于轨道下方两侧定子铁芯槽中用以形成行波磁场的三相电缆，用于对机车进行牵引或制动。三相定子绕组电缆布置在轨道两侧并分层长度相同的定子段中，只有当列车经过时，通过定子开关站对该定子段进行供电。

目前高速磁浮长定子绕组一般采用大型专用定子线缆敷设机进行安装，按照长定子绕组供电1.2-1.5km进行分段，电缆绕线系数为2.86，三相电缆一次性敷设安装到位。上海磁浮列车示范运营线，作为全球首个磁浮运营线，设计、施工均采用德国技术，定子绕组电缆采用机械敷设方式，按照定子段1.2-1.5km进行整体敷设的技术难点在于同类型施工经验紧缺，德国专有定子绕组放线车价格高昂，售价4000多万，人工进行制弯、电缆嵌入难度极大，定子绕组电分段一般为1.2km，按照上海高速磁浮的设计原理，无法人工进行绕组电缆敷设。

现有的另一种方式是，将1.2km的长定子供电段分成若干个定子模块串联组成，每个模块长度为1.032m，定子线圈模块两端设置接头，两端的定子线圈接头(1162处)与馈电电缆连接。虽然分解电缆敷设可以有效减少大型机械设备的需求，安装简单，方便维修更换；但是定子绕组分解定子段安装面临电缆接头多，电能传递质量差，维护量大等缺点，尤其是以1.032m的定子铁芯为线圈长度单位，三相电缆只在各自定子铁芯内缠绕，在定子铁芯的断开端头进行对接，有1162处接头就有1162处三相缠绕磁场中断，严重影响磁场的连续性。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，采用单片轨道梁长度(如12.384m或其倍数)作为一个绕组线圈分段单元，有效避免了大型专用进口设备的使用，减少了电缆接头的数量，降低了施工成本，提升了维护效率。构造B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中，三相缠绕不因定子铁芯长度、轨道梁长度、接头设置等而中断，1.2km的长定子供电段内形成连续磁场，不同的长定子供电段间也因如此跨梁嵌入形成整条轨道的连续磁场，电能传递质量高，车辆动力运行稳定。线圈可在地面完成预制，提升了绕组线圈预制效率，可有效保证线圈精度，便于质量复查。采用地面梁场绕组线圈嵌入方式，减少了大量的高空作业，降低安全风险，同时可有效确保工期。接头连接采用铝排螺栓连接方式，可使接头连接紧固，有效保证电能传输，便于进行绕组检修。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其中，包括如下步骤：

S1、定子绕组线圈以每片轨道梁为分段，预备长度与轨道梁长度相应的三相电缆；

S2、三相电缆制弯，其中，三相电缆在轨道梁分段首尾端均预留一段长度余量；

S3、制弯后的三相电缆依次嵌入定子铁芯，形成定子线圈，其中，在嵌入前，若干定子铁芯已安装在轨道梁分段上；

S4、三相电缆接头制作；

S5、形成预制好的轨道梁分段，待运输至线路现场；

S6、完成带有定子绕组的轨道梁的架设；

S7、B相电缆跨梁嵌入，其中，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中以形成连续磁场；

S8、三相电缆接头跨梁对接与固定。

进一步优选地，步骤S1中预备的三相电缆的直线长度，使得步骤S3中形成的定子线圈的前后铁芯孔之间的长度为12.384m或其整数倍。

进一步优选地，在步骤S1中，在每相电缆的端部标记电缆相别；

或者，在步骤S4中，在每相电缆的预留段标记电缆相别。

进一步优选地，在步骤S2中，对每相电缆进行U型弯制作。

进一步优选地，在步骤S2中，三相电缆在轨道梁分段首尾端的预留段的长度关系为：

B相电缆预留段长度＞C相电缆预留段长度＞A相电缆预留段长度。

进一步优选地，在步骤S3中，定子铁芯安装完成后，将制弯后的三相电缆在轨道梁分段首端的定子铁芯的前三个铁芯孔内依次以A相、B相、C相排列，以此方式嵌入轨道梁分段内所有的定子铁芯。

进一步优选地，在步骤S4中，根据电缆预留段的长度及各相电缆接头安装位置，进行电缆接头制作，并对做好的电缆接头进行成品保护。

进一步优选地，在步骤S6中，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中从定子铁芯尾端开始计数的第二个铁芯孔内。

进一步优选地，在步骤S7中，在两段轨道梁连接处，将同相序电缆头通过铝排螺栓连接，铝排固定在绝缘子上，绝缘子通过底座固定在轨道梁梁体上。

进一步优选地，在步骤S7中，对接后的电缆通过限位卡子固定在两相邻轨道梁分段中的任一个轨道梁梁体上。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高速磁浮以梁为分段的长定子绕组供电结构，其中：以长定子供电段的每片轨道梁为分段，每片轨道梁均具有沿其长度方向设置的若干定子铁芯以及一组定子线圈，该一组定子线圈嵌入所有的定子铁芯、连续布满轨道梁分段，其中，定子线圈的三相电缆在轨道梁分段首尾端均具有预留段和接头，且B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中以形成连续磁场；

两相邻轨道梁分段的三相电缆在梁端通过相应的预留段和接头对接。

进一步优选地，所述定子线圈的三相电缆在所述定子铁芯的首端依次以A相、B相、C相排列。

进一步优选地，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中从定子铁芯尾端开始计数的第二个铁芯孔内。

进一步优选地，定子线圈的三相电缆在轨道梁分段首尾端的预留段的长度关系为：

B相电缆预留段长度＞C相电缆预留段长度＞A相电缆预留段长度。

进一步优选地，所述接头被固定于两相邻轨道梁分段中的任一个。

进一步优选地，所述接头包括电缆头、铝排、绝缘子和底座；

两相邻轨道梁分段的三相电缆的相应的预留段端部的电缆头固定在所述铝排的两端，所述铝排的中部通过所述绝缘子连接所述底座，所述底座，固定于轨道梁梁体上。

进一步优选地，三相电缆的预留段通过限位卡子固定在轨道梁梁体上。

进一步优选地，三相电缆的预留段设有相序标记。

进一步优选地，所述长定子供电段的长度为1.2-1.5km。

进一步优选地，所述定子线圈的前后铁芯孔之间的长度为12.384m或其整数倍。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，采用单片轨道梁长度(如12.384m或其倍数)作为一个绕组线圈分段，有效避免了大型专用进口设备的使用，以梁长为单位减少了电缆接头的数量，降低了施工成本，提升了维护效率。

2、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，构造B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中，三相缠绕不因定子铁芯长度、轨道梁长度、接头设置等而中断，1.2km的长定子供电段内形成连续磁场，不同的长定子供电段间也因如此跨梁嵌入形成整条轨道的连续磁场，电能传递质量高，车辆动力运行稳定。

3、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，线圈可在地面完成预制，提升了绕组线圈预制效率，可有效保证线圈精度，便于质量复查。

4、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，采用地面梁场绕组线圈嵌入方式，减少了大量的高空作业，降低安全风险，同时可有效确保工期。

5、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，接头连接采用铝排螺栓连接方式，可使接头连接紧固，有效保证电能传输，便于进行绕组检修。

6、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，优化了长定子绕组安装流程，将以前在桥梁上才有昂贵的德国机械制弯、嵌入、制作接头的方式，优化为在梁场内进行作业，提升了工作效率，减少了高空作业。

附图说明

图1是本发明实施例的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法的示意图；

图2是本发明实施例的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法的跨梁嵌入和跨梁对接示意图；

图3是本发明实施例的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-2所示，本发明提供一种高速磁浮以梁为分段的长定子绕组供电结构，其中：以长度为1.2-1.5km的长定子供电段的每片轨道梁1为分段，每片轨道梁1均具有沿其长度方向设置的若干定子铁芯2以及一组定子线圈3，该一组定子线圈3嵌入所有的定子铁芯2、连续布满轨道梁分段，其中，定子线圈3的三相电缆在轨道梁分段首尾端均具有预留段和接头，且B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯2中以形成连续磁场；两相邻轨道梁分段的三相电缆在梁端通过相应的预留段和接头对接。如图2所示，A相电缆首端A端与A相电缆尾端A’端对接，B相电缆首端B端与B相电缆尾端B’端对接，C相电缆首端C端与C相电缆尾端C’端对接。

进一步优选地，所述定子线圈3的前后铁芯孔之间的长度为12.384m或其整数倍。

进一步优选地，所述定子线圈3的三相电缆在所述定子铁芯2的首端依次以A相、B相、C相排列。进一步优选地，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯2中从定子铁芯尾端开始计数的第二个铁芯孔内。

进一步优选地，定子线圈3的三相电缆在轨道梁分段首尾端的预留段的长度关系为：

B相电缆预留段长度＞C相电缆预留段长度＞A相电缆预留段长度。

进一步优选地，所述接头被固定于两相邻轨道梁分段中的任一个。

进一步优选地，所述接头包括电缆头4、铝排5、绝缘子6和底座7；两相邻轨道梁分段的三相电缆的相应的预留段端部的电缆头4固定在所述铝排5的两端，所述铝排5的中部通过所述绝缘子6连接所述底座7，所述底座7，固定于轨道梁梁体上。进一步优选地，三相电缆的预留段通过限位卡子8固定在轨道梁梁体上。

进一步优选地，三相电缆的预留段设有相序标记。

如图3所示，本发明提供所述的高速磁浮以梁为分段的长定子绕组供电结构的安装方法，也即高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，将1.2-1.5km的长定子供电段以每段梁为分段，长度为12.384m或24.768的定子线圈，在轨道梁架设前，在梁场完成线圈安装，进行制弯、嵌入、电缆头制作，每段梁架设完成后，现场在轨道梁上进行电缆接头连接，完成长定子线圈供电分段的连接。

具体包括如下步骤：

S1、定子绕组线圈以每片轨道梁1为分段，预备长度与轨道梁长度相应的三相电缆。进一步优选地，步骤S1中预备的三相电缆的直线长度，使得步骤S3中形成的定子线圈3的前后铁芯孔之间的长度为12.384m或其整数倍。进一步优选地，在步骤S1中，在每相电缆的端部标记电缆相别；或者，在步骤S4中，在每相电缆的预留段标记电缆相别。

S2、三相电缆制弯，其中，三相电缆在轨道梁分段首尾端均预留一段长度余量。进一步优选地，在步骤S2中，利用电缆制弯设备，在工厂内按照轨道梁长度12.384m或其倍数对每相电缆进行U型弯制作，两端头预留适当电缆接头制作和对接余量。进一步优选地，在步骤S2中，三相电缆在轨道梁分段首尾端的预留段的长度关系为：B相电缆预留段长度＞C相电缆预留段长度＞A相电缆预留段长度。

S3、制弯后的三相电缆依次嵌入定子铁芯，形成定子线圈3，其中，在嵌入前，若干定子铁芯2已安装在轨道梁分段上，其中，轨道梁分段安装定子铁芯的步骤与步骤S1-S2为并列关系。进一步优选地，在步骤S3中，定子铁芯2安装完成后，利用电缆嵌入设备，将制弯后的三相电缆在轨道梁分段首端的定子铁芯2的前三个铁芯孔内依次以A相、B相、C相排列，以此方式嵌入轨道梁分段内所有的定子铁芯2。

S4、三相电缆接头制作。进一步优选地，在步骤S4中，根据电缆预留段的长度及各相电缆接头安装位置，进行电缆接头制作，并对做好的电缆接头进行(承前标记电缆相别和)成品保护。

S5、形成预制好的轨道梁分段，待运输至线路现场。

S6、完成带有定子绕组的轨道梁的架设。

S7、B相电缆跨梁嵌入，其中，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯2中以形成连续磁场。进一步优选地，在步骤S7中，B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯2中从定子铁芯尾端开始计数的第二个铁芯孔内。

S8、三相电缆接头跨梁对接与固定。如图2所示，A相电缆首端A端与A相电缆尾端A’端对接，B相电缆首端B端与B相电缆尾端B’端对接，C相电缆首端C端与C相电缆尾端C’端对接。进一步优选地，在步骤S8中，在两段轨道梁1连接处，将同相序电缆头4通过铝排螺栓连接，铝排5固定在绝缘子6上，绝缘子6通过底座7固定在轨道梁梁体上。进一步优选地，在步骤S8中，对接后的电缆通过限位卡子8固定在两相邻轨道梁分段中的任一个轨道梁梁体上。

其中，步骤S1-S5为在梁场内的预制工序，步骤S6-S8为线路现场工序。

综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：

1、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，采用单片轨道梁长度(如12.384m或其倍数)作为一个绕组线圈分段，有效避免了大型专用进口设备的使用，以梁长为单位减少了电缆接头的数量，降低了施工成本，提升了维护效率。

2、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，构造B相电缆首端的预留段嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯中，三相缠绕不因定子铁芯长度、轨道梁长度、接头设置等而中断，1.2km的长定子供电段内形成连续磁场，不同的长定子供电段间也因如此跨梁嵌入形成整条轨道的连续磁场，电能传递质量高，车辆动力运行稳定。

3、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，线圈可在地面完成预制，提升了绕组线圈预制效率，可有效保证线圈精度，便于质量复查。

4、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，采用地面梁场绕组线圈嵌入方式，减少了大量的高空作业，降低安全风险，同时可有效确保工期。

5、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，接头连接采用铝排螺栓连接方式，可使接头连接紧固，有效保证电能传输，便于进行绕组检修。

6、本发明的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，优化了长定子绕组安装流程，将以前在桥梁上才有昂贵的德国机械制弯、嵌入、制作接头的方式，优化为在梁场内进行作业，提升了工作效率，减少了高空作业。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、定子绕组线圈以每片轨道梁(1)为分段，预备长度与轨道梁长度相应的三相电缆；

S2、三相电缆制弯，其中，三相电缆在轨道梁分段首尾端均预留一段长度余量，并且三相电缆在轨道梁分段首尾端的预留段的长度关系为：

B相电缆预留段长度＞C相电缆预留段长度＞A相电缆预留段长度；

S3、制弯后的三相电缆依次嵌入定子铁芯，形成定子线圈(3)，其中，在嵌入前，若干定子铁芯(2)已安装在轨道梁分段上；

S4、三相电缆接头制作；

S5、形成预制好的轨道梁分段，待运输至线路现场；

S6、完成带有定子绕组的轨道梁的架设；

S7、B相电缆跨梁嵌入，其中，B相电缆首端的预留段从定子铁芯尾端开始计数的第二个铁芯孔内嵌入相邻轨道梁分段尾端的定子铁芯(2)中以形成连续磁场；

S8、三相电缆接头跨梁对接与固定。

2.如权利要求1所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

步骤S1中预备的三相电缆的直线长度，使得步骤S3中形成的定子线圈(3)的前后铁芯孔之间的长度为12.384m或其整数倍。

3.如权利要求1所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

在步骤S1中，在每相电缆的端部标记电缆相别；

或者，在步骤S4中，在每相电缆的预留段标记电缆相别。

4.如权利要求1所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

在步骤S2中，对每相电缆进行U型弯制作。

5.如权利要求1所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

在步骤S3中，定子铁芯(2)安装完成后，将制弯后的三相电缆在轨道梁分段首端的定子铁芯(2)的前三个铁芯孔内依次以A相、B相、C相排列，以此方式嵌入轨道梁分段内所有的定子铁芯(2)。

6.如权利要求1所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

在步骤S4中，根据电缆预留段的长度及各相电缆接头安装位置，进行电缆接头制作，并对做好的电缆接头进行成品保护。

7.如权利要求1所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

在步骤S8中，在两段轨道梁(1)连接处，将同相序电缆头(4)通过铝排螺栓连接，铝排(5)固定在绝缘子(6)上，绝缘子(6)通过底座(7)固定在轨道梁梁体上。

8.如权利要求7所述的高速磁浮以梁为分段的定子绕组安装方法，其特征在于：

在步骤S8中，对接后的电缆通过限位卡子(8)固定在两相邻轨道梁分段中的任一个轨道梁梁体上。

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