CN113541435A - 分布式直线电机推进系统及供电方法 - Google Patents

分布式直线电机推进系统及供电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113541435A
CN113541435A CN202110726555.4A CN202110726555A CN113541435A CN 113541435 A CN113541435 A CN 113541435A CN 202110726555 A CN202110726555 A CN 202110726555A CN 113541435 A CN113541435 A CN 113541435A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator winding
linear motor
stator
output terminal
output
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
Application number
CN202110726555.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113541435B (zh
Inventor
李耀华
李子欣
张烨
史黎明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Electrical Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Electrical Engineering of CAS filed Critical Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority to CN202110726555.4A priority Critical patent/CN113541435B/zh
Publication of CN113541435A publication Critical patent/CN113541435A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113541435B publication Critical patent/CN113541435B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165—Shape, form or location of the slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

本发明属于电机供电技术领域，具体涉及一种分布式直线电机推进系统及供电方法，旨在解决现有的直线电机供电技术结构复杂、可靠性差的问题；其中，推进系统包括多相输出储能逆变器、直线电机定子绕组、定子槽和直线电机动子，定子绕组为3n个，定子槽为3n+3个；每个定子绕组均占用四个定子槽；第m个定子绕组的左侧设置于第m个定子槽的上层，右侧设置于第m+3个定子槽的下层；其中，n≥3，m∈[1，3n]，并且n、m均为正整数；相比现有的直线电机分段供电方案，本发明公开的方案有效降低了供电变频器的电压等级，取消了分段供电切换开关，有效提高直线电机推进系统可靠性并可实现更高速度运行。

Description

分布式直线电机推进系统及供电方法
技术领域
本发明属于电机供电技术领域，具体涉及一种分布式直线电机推进系统及供电方法。
背景技术
大功率直线电机不需要通过旋转运动即可将电磁能转换为物体直线运动的机械能，具有结构简单、爬坡能力强、适合高速直线运动等诸多优点，在轨道交通、磁悬浮列车、电磁发射、电磁弹射等领域具有广泛的应用。
对于长定子的直线电机来说，其定子绕组通常采用分段形式以降低供电电源的电压；同时需要为每个分段的定子绕组设置供电切换开关，以保证同一时刻供电电源只给动子所在位置附近的定子绕组供电。但是，在长距离场合，特别是超高速、大功率的长距离场合应用时，现有的技术方案会导致供电电源电压高、容量大，同时需要数量众多的高压切换开关，使得系统结构复杂，可靠性降低，造价较高。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的直线电机供电技术结构复杂、可靠性差的问题，本发明提供了一种分布式直线电机推进系统及供电方法。
本发明的第一方面提供了一种分布式直线电机推进系统，该系统包括多相输出储能逆变器、直线电机定子绕组、定子槽和直线电机动子，所述定子绕组为3n个，所述定子槽为3n+3个；每个所述定子绕组均占用四个所述定子槽；
第m个所述定子绕组的左侧设置于第m个所述定子槽的上层，右侧设置于第m+3个所述定子槽的下层；其中，n≥3，m∈[1，3n]，并且n、m均为正整数。
在一些优选实施例中，所述多相输出储能逆变器包括n组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；其中，第k组交流输出端子集合包括{Tak、Txk、Tbk、Tyk、Tck、Tzk}，k∈[1，n]；
其中，交流输出端子Tak、Txk分别与第3k-2个所述定子绕组的左侧、右侧连接；交流输出端子Tbk、Tyk分别与第3k-1个所述定子绕组的左侧、右侧连接；交流输出端子Tck、Tzk分别与第3k个所述定子绕组的左侧、右侧连接。
在一些优选实施例中，所述直线电机动子沿着第一方向直线运动；所述第一方向为所述定子绕组的序号递增的方向；
在所述直线电机动子在运动过程中，当所述直线电机动子与预设位置的定子绕组没有任何重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经预设位置的定子绕组的电流为零。
在一些优选实施例中，当所述直线电机动子在运动过程中与第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组或第3k个定子绕组中的任一个有重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组和第3k个定子绕组的三相电流对称，且第3k-2个定子绕组与第3k+1个定子绕组的电流幅值相等但方向相反，对应的定子绕组中产生连续的行波磁场推动所述直线电机动子直线运动。
在一些优选实施例中，n为5；
所述多相输出储能逆变器包括30个交流输出端子；交流输出端子的集合为{Ta1、Tx1、Tb1、Ty1、Tc1、Tz1、Ta2、Tx2、Tb2、Ty2、Tc2、Tz2、Ta3、Tx3、Tb3、Ty3、Tc3、Tz3、Ta4、Tx4、Tb4、Ty4、Tc4、Tz4、Ta5、Tx5、Tb5、Ty5、Tc5、Tz5}。
在一些优选实施例中，所述多相输出储能逆变器包括储能单元以及P个六桥臂逆变器；
所述六桥臂逆变器包括十二只自关断型半导体开关和十二只二极管；其中，十二只自关断型半导体开关分别为Sk1、Sk2、Sk3、Sk4、Sk5、Sk6、Sk7、Sk8、Sk9、Sk10、Sk11、Sk12；十二只二极管分别为Dk1、Dk2、Dk3、Dk4、Dk5、Dk6、Dk7、Dk8、Dk9、Dk10、Dk11、Dk12；每只所述自关断型半导体开关的集电极与对应的每只所述二极管的阴极连接，每只所述自关断型半导体开关的发射极和对应的每只所述二极管的阳极连接。
在一些优选实施例中，Sk1、Sk3、Sk5、Sk7、Sk9和Sk11的集电极连接至所述储能单元的正极，Sk2、Sk4、Sk6、Sk8、Sk10和Sk12的发射极连接至所述储能单元的负极。
在一些优选实施例中，所述多相输出逆变器的交流输出端子Tak为Sk1的发射极与Sk2的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Txk为Sk3的发射极与Sk4的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tbk为Sk5的发射极与Sk6的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tyk为Sk7的发射极与Sk8的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tck为Sk9的发射极与Sk10的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tzk为Sk11的发射极与Sk12的集电极连接点。
在一些优选实施例中，P为5。
本发明的第二方面提供了一种分布式直线电机供电方法，该方法包括以下步骤：
步骤S100，构建分布式直线电机推进系统；该系统包括多相输出储能逆变器、直线电机定子绕组、定子槽和直线电机动子，所述定子绕组为3n个，所述定子槽为3n+3个；其中，n≥3，并且n为正整数；所述多相输出储能逆变器包括n组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；其中，第k组交流输出端子集合包括Tak、Txk、Tbk、Tyk、Tck、Tzk，k∈[1，n]；
步骤S200，每个所述定子绕组均占用四个所述定子槽；
将第m个定子绕组的左侧设置于第m个定子槽的上层；将第m个定子绕组的右侧设置于第m+3个定子槽的下层；m∈[1，3n]，并且m为正整数；
将交流输出端子Tak、Txk分别与第3k-2个所述定子绕组的左侧、右侧连接；
将交流输出端子Tbk、Tyk分别与第3k-1个所述定子绕组的左侧、右侧连接；
将交流输出端子Tck、Tzk分别与第3k个所述定子绕组的左侧、右侧连接；
所述直线电机动子沿着第一方向直线运动；所述第一方向为所述定子绕组的序号递增的方向；所述第一方向为所述定子绕组的序号递增的方向；在所述直线电机动子在运动过程中，当所述直线电机动子与预设位置的定子绕组没有任何重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经预设位置的定子绕组的电流为零；
当所述直线电机动子在运动过程中与第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组或第3k个定子绕组中的任一个有重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组和第3k个定子绕组的三相电流对称，且第3k-2个定子绕组与第3k+1个定子绕组的电流幅值相等方向相反，对应的定子绕组中产生连续的行波磁场推动所述直线电机动子直线运动。
相比现有的直线电机分段供电方案，通过本发明提供的方案，降低了供电变频器的电压等级，取消了分段供电切换开关，有效提高直线电机推进系统可靠性并实现更高速度运行。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明中的分布式直线电机推进系统的一种实施例的原理示意图；
图2是图1中的多相输出储能逆变器的一种具体的电路拓扑原理图；
图3是图2中的某个六桥臂逆变器的一种具体的电路拓扑原理图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明的第一方面提供了一种分布式直线电机推进系统，该系统包括多相输出储能逆变器、直线电机定子绕组、定子槽和直线电机动子，定子绕组为3n个，定子槽为3n+3个；每个定子绕组均占用四个定子槽；第m个定子绕组的左侧设置于第m个定子槽的上层，右侧设置于第m+3个定子槽的下层；其中，n≥3，m∈[1，3n]，并且n、m均为正整数。本发明提供的分布式直线电机推进系统有效克服现有长定子直线电机推进及供电系统的缺点，定子绕组供电独立控制，且无需高压供电电源和切换开关，有效提高直线电机推进系统可靠性并实现更高速度运行。
以下参照附图结合实施例进一步说明本发明。
参照附图1，本发明的第一方面提供了一种分布式直线电机推进系统，该系统包括多相输出储能逆变器、定子绕组、定子槽和直线电机动子，定子绕组为3n个，定子槽为3n+3个；每个定子绕组均占用四个定子槽；第m个定子绕组的左侧设置于第m个定子槽的上层，右侧设置于第m+3个定子槽的下层；其中，n≥3，m∈[1，3n]，并且n、m均为正整数。多相输出储能逆变器包括n组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；其中，第k组交流输出端子集合包括Tak、Txk、Tbk、Tyk、Tck、Tzk，k∈[1，n]，即交流输出端子的集合为{Ta1、Tx1、Tb1、Ty1、Tc1、Tz1......Tan、Txn、Tbn、Tyn、Tcn、Tzn}。
在本实施例中，n为5，即该系统中的定子绕组为15个(即绕组1、绕组2、绕组3、绕组4、绕组5、绕组6、绕组7、绕组8、绕组9、绕组10、绕组11、绕组12、绕组13、绕组14、绕组15)、定子槽为18个(即槽1、槽2、槽3、槽4、槽5、槽6、槽7、槽8、槽9、槽10、槽11、槽12、槽13、槽14、槽15、槽16、槽17、槽18)，多相输出储能逆变器包括5组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；即多相输出储能逆变器包括30个交流输出端子，交流输出端子的集合为{Ta1、Tx1、Tb1、Ty1、Tc1、Tz1、Ta2、Tx2、Tb2、Ty2、Tc2、Tz2、Ta3、Tx3、Tb3、Ty3、Tc3、Tz3、Ta4、Tx4、Tb4、Ty4、Tc4、Tz4、Ta5、Tx5、Tb5、Ty5、Tc5、Tz5}。
进一步地，交流输出端子Tak、Txk分别与第3k-2个定子绕组的左侧、右侧连接；交流输出端子Tbk、Tyk分别与第3k-1个定子绕组的左侧、右侧连接；交流输出端子Tck、Tzk分别与第3k个定子绕组的左侧、右侧连接；其中，k∈[1，5]，且k为正整数。
进一步地，直线电机动子沿着第一方向直线运动；第一方向为定子绕组的序号递增的方向，即从绕组1至绕组15的方向；在直线电机动子在运动过程中，当直线电机动子与预设位置的定子绕组没有任何重叠时，则控制多相输出储能逆变器使流经预设位置的定子绕组的电流为零。
当直线电机动子在运动过程中与第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组或第3k个定子绕组中的任一个有重叠时，则控制多相输出储能逆变器使第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组和第3k个定子绕组的三相电流对称，且第3k-2号定子绕组与第3k+1号定子绕组的电流幅值相等方向相反，对应的定子绕组中产生连续的行波磁场推动所述直线电机动子直线运动。
进一步地，参照附图2和附图3，多相输出储能逆变器包括储能单元以及P个六桥臂逆变器；六桥臂逆变器包括十二只自关断型半导体开关和十二只二极管；其中，十二只自关断型半导体开关分别为Sk1、Sk2、Sk3、Sk4、Sk5、Sk6、Sk7、Sk8、Sk9、Sk10、Sk11、Sk12；十二只二极管分别为Dk1、Dk2、Dk3、Dk4、Dk5、Dk6、Dk7、Dk8、Dk9、Dk10、Dk11、Dk12；每只自关断型半导体开关的集电极与对应的每只二极管的阴极连接，每只自关断型半导体开关的发射极和对应的每只二极管的阳极连接。
在本实施例中，P为5，多相输出储能逆变器包括5个六桥臂逆变器，分别为1号六桥臂逆变器、2号六桥臂逆变器、3号六桥臂逆变器、4号六桥臂逆变器和5号六桥臂逆变器。
进一步地，Sk1、Sk3、Sk5、Sk7、Sk9和Sk11的集电极连接至所述储能单元的正极，Sk2、Sk4、Sk6、Sk8、Sk10和Sk12的发射极连接至所述储能单元的负极。
优选地，多相输出逆变器的交流输出端子Tak为Sk1的发射极与Sk2的集电极连接点；
优选地，多相输出逆变器的交流输出端子Txk为Sk3的发射极与Sk4的集电极连接点；
优选地，多相输出逆变器的交流输出端子Tbk为Sk5的发射极与Sk6的集电极连接点；
优选地，多相输出逆变器的交流输出端子Tyk为Sk7的发射极与Sk8的集电极连接点；
优选地，多相输出逆变器的交流输出端子Tck为Sk9的发射极与Sk10的集电极连接点；
优选地，多相输出逆变器的交流输出端子Tzk为Sk11的发射极与Sk12的集电极连接点。
本发明的第二方面提供了一种分布式直线电机供电方法，该方法包括以下步骤：
步骤S100，构建分布式直线电机推进系统；该系统包括多相输出储能逆变器、定子绕组、定子槽和直线电机动子，其中，定子绕组为3n个，定子槽为3n+3个；其中，n≥3，并且n为正整数；多相输出储能逆变器包括n组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；其中，第k组交流输出端子集合包括Tak、Txk、Tbk、Tyk、Tck、Tzk，k∈[1，n]；
步骤S200，每个定子绕组均占用四个定子槽；将第m个定子绕组的左侧设置于第m个定子槽的上层；将第m个定子绕组的右侧设置于第m+3个定子槽的下层；m∈[1，3n]，并且m为正整数；
将交流输出端子Tak、Txk分别与第3k-2个定子绕组的左侧、右侧连接；将交流输出端子Tbk、Tyk分别与第3k-1个定子绕组的左侧、右侧连接；将交流输出端子Tck、Tzk分别与第3k个定子绕组的左侧、右侧连接；
直线电机动子沿着第一方向直线运动；第一方向为定子绕组的序号递增的方向；第一方向为定子绕组的序号递增的方向；在直线电机动子在运动过程中，当直线电机动子与预设位置的定子绕组没有任何重叠时，则控制多相输出储能逆变器使流经预设位置的定子绕组的电流为零；
当直线电机动子在运动过程中与第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组或第3k个定子绕组中的任一个有重叠时，则控制多相输出储能逆变器使流经第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组和第3k个定子绕组的三相电流对称，且第3k-2个定子绕组与第3k+1个定子绕组的电流幅值相等方向相反，对应的定子绕组中产生连续的行波磁场推动直线电机动子直线运动。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式直线电机推进系统，其特征在于，该系统包括多相输出储能逆变器、定子绕组、定子槽和直线电机动子，所述定子绕组为3n个，所述定子槽为3n+3个；每个所述定子绕组均占用四个所述定子槽；
第m个所述定子绕组的左侧设置于第m个所述定子槽的上层，右侧设置于第m+3个所述定子槽的下层；其中，n≥3，m∈[1，3n]，并且n、m均为正整数。
2.根据权利要求1所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，所述多相输出储能逆变器包括n组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；其中，第k组交流输出端子集合包括Tak、Txk、Tbk、Tyk、Tck、Tzk，k∈[1，n]；
其中，交流输出端子Tak、Txk分别与第3k-2个所述定子绕组的左侧、右侧连接；交流输出端子Tbk、Tyk分别与第3k-1个所述定子绕组的左侧、右侧连接；交流输出端子Tck、Tzk分别与第3k个所述定子绕组的左侧、右侧连接。
3.根据权利要求2所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，所述直线电机动子沿着第一方向直线运动；所述第一方向为所述定子绕组的序号递增的方向；
在所述直线电机动子在运动过程中，当所述直线电机动子与预设位置的定子绕组没有任何重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经预设位置的定子绕组的电流为零。
4.根据权利要求3所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，当所述直线电机动子在运动过程中与第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组或第3k个定子绕组中的任一个有重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组和第3k个定子绕组的三相电流对称，且第3k-2号定子绕组与第3k+1号定子绕组的电流幅值相等方向相反，对应的定子绕组中产生连续的行波磁场推动所述直线电机动子直线运动。
5.根据权利要求4所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，n为5；
所述多相输出储能逆变器包括30个交流输出端子；交流输出端子的集合为{Ta1、Tx1、Tb1、Ty1、Tc1、Tz1、Ta2、Tx2、Tb2、Ty2、Tc2、Tz2、Ta3、Tx3、Tb3、Ty3、Tc3、Tz3、Ta4、Tx4、Tb4、Ty4、Tc4、Tz4、Ta5、Tx5、Tb5、Ty5、Tc5、Tz5}。
6.根据权利要求5所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，所述多相输出储能逆变器包括储能单元以及P个六桥臂逆变器；
所述六桥臂逆变器包括十二只自关断型半导体开关和十二只二极管；其中，十二只自关断型半导体开关分别为Sk1、Sk2、Sk3、Sk4、Sk5、Sk6、Sk7、Sk8、Sk9、Sk10、Sk11、Sk12；十二只二极管分别为Dk1、Dk2、Dk3、Dk4、Dk5、Dk6、Dk7、Dk8、Dk9、Dk10、Dk11、Dk12；每只所述自关断型半导体开关的集电极与对应的每只所述二极管的阴极连接，每只所述自关断型半导体开关的发射极和对应的每只所述二极管的阳极连接。
7.根据权利要求6所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，Sk1、Sk3、Sk5、Sk7、Sk9和Sk11的集电极连接至所述储能单元的正极，Sk2、Sk4、Sk6、Sk8、Sk10和Sk12的发射极连接至所述储能单元的负极。
8.根据权利要求7所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，所述多相输出逆变器的交流输出端子Tak为Sk1的发射极与Sk2的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Txk为Sk3的发射极与Sk4的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tbk为Sk5的发射极与Sk6的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tyk为Sk7的发射极与Sk8的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tck为Sk9的发射极与Sk10的集电极连接点；
所述多相输出逆变器的交流输出端子Tzk为Sk11的发射极与Sk12的集电极连接点。
9.根据权利要求6所述的分布式直线电机推进系统，其特征在于，P为5。
10.一种分布式直线电机供电方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S100，构建分布式直线电机推进系统；该系统包括多相输出储能逆变器、定子绕组、定子槽和直线电机动子，所述定子绕组为3n个，所述定子槽为3n+3个；其中，n≥3，并且n为正整数；所述多相输出储能逆变器包括n组交流输出端子集合，每组交流输出端子集合包括六个交流输出端子；其中，第k组交流输出端子集合包括Tak、Txk、Tbk、Tyk、Tck、Tzk，k∈[1，n]；
步骤S200，每个所述定子绕组均占用四个所述定子槽；
将第m个定子绕组的左侧设置于第m个定子槽的上层；将第m个定子绕组的右侧设置于第m+3个定子槽的下层；m∈[1，3n]，并且m为正整数；
将交流输出端子Tak、Txk分别与第3k-2个所述定子绕组的左侧、右侧连接；
将交流输出端子Tbk、Tyk分别与第3k-1个所述定子绕组的左侧、右侧连接；
将交流输出端子Tck、Tzk分别与第3k个所述定子绕组的左侧、右侧连接；
所述直线电机动子沿着第一方向直线运动；所述第一方向为所述定子绕组的序号递增的方向；所述第一方向为所述定子绕组的序号递增的方向；在所述直线电机动子在运动过程中，当所述直线电机动子与预设位置的定子绕组没有任何重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经预设位置的定子绕组的电流为零；
当所述直线电机动子在运动过程中与第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组或第3k个定子绕组中的任一个有重叠时，则控制所述多相输出储能逆变器使流经第3k-2个定子绕组、第3k-1个定子绕组和第3k个定子绕组的三相电流对称，且第3k-2号定子绕组与第3k+1号定子绕组的电流幅值相等方向相反，对应的定子绕组中产生连续的行波磁场推动所述直线电机动子直线运动。
CN202110726555.4A 2021-06-29 2021-06-29 分布式直线电机推进系统及供电方法 Active CN113541435B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110726555.4A CN113541435B (zh) 2021-06-29 2021-06-29 分布式直线电机推进系统及供电方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110726555.4A CN113541435B (zh) 2021-06-29 2021-06-29 分布式直线电机推进系统及供电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113541435A true CN113541435A (zh) 2021-10-22
CN113541435B CN113541435B (zh) 2022-09-06

Family

ID=78097096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110726555.4A Active CN113541435B (zh) 2021-06-29 2021-06-29 分布式直线电机推进系统及供电方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113541435B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3900511A1 (de) * 1989-01-10 1990-07-12 Magnet Motor Gmbh Automatische guttransportvorrichtung mit linearmotorgetriebenen transportelementen
DE4305274A1 (de) * 1993-02-20 1994-09-01 Krauss Maffei Ag Langstator-Linearmotor
CN102655390A (zh) * 2012-05-09 2012-09-05 浙江大学 适用于三相异步电机的六半桥电压型逆变器及控制方法
CN108382215A (zh) * 2017-01-31 2018-08-10 福特全球技术公司 多逆变器的混合动力驱动系统
CN112467913A (zh) * 2019-09-06 2021-03-09 中车时代电动汽车股份有限公司 一种双绕组永磁电机
CN112953121A (zh) * 2021-02-24 2021-06-11 同济大学 一种长定子直线电机定子供电方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3900511A1 (de) * 1989-01-10 1990-07-12 Magnet Motor Gmbh Automatische guttransportvorrichtung mit linearmotorgetriebenen transportelementen
WO1990008086A1 (de) * 1989-01-10 1990-07-26 Magnet Motor Gesellschaft Für Magnetmotorische Technik Mbh Automatische guttransportvorrichtung mit linearmotorgetriebenen transportelementen
DE4305274A1 (de) * 1993-02-20 1994-09-01 Krauss Maffei Ag Langstator-Linearmotor
CN102655390A (zh) * 2012-05-09 2012-09-05 浙江大学 适用于三相异步电机的六半桥电压型逆变器及控制方法
CN108382215A (zh) * 2017-01-31 2018-08-10 福特全球技术公司 多逆变器的混合动力驱动系统
CN112467913A (zh) * 2019-09-06 2021-03-09 中车时代电动汽车股份有限公司 一种双绕组永磁电机
CN112953121A (zh) * 2021-02-24 2021-06-11 同济大学 一种长定子直线电机定子供电方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RODRIGO BENAVIDES等: "分段长定子直线电机的磁场定向控制与间接磁通控制的比较", 《电力电子》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113541435B (zh) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9735640B2 (en) Rotating electrical machine and vehicle equipped with rotating electrical machine
CN103647382B (zh) 双定子高功率密度磁通切换永磁电机
CN101291068B (zh) 一种发电功率全控并网式风力发电驱动系统
CN108448807B (zh) 飞轮储能系统
JP7416806B2 (ja) ショートステータタイプ磁気浮上式鉄道の４本レール給電制御システム
Menon et al. A comprehensive survey on permanent magnet synchronous motor drive systems for electric transportation applications
Li et al. A wireless-power-transfer-based three-phase PMSM drive system with matrix converter
US20130313948A1 (en) Electric Motor/Generator With Multiple Individually Controlled Turn-Less Structures
US20130088099A1 (en) Generator and Electricity-Generating System
Huang et al. Overview of linear motors for transportation applications
CN104767454A (zh) 一种降低无轴承磁通切换电机转子悬浮电流的控制方法
Thankachan et al. Bidirectional multiport solar‐assisted SRM drive for pure electric vehicle applications with versatile driving and autonomous charging capabilities
CN113541435B (zh) 分布式直线电机推进系统及供电方法
CN108365719A (zh) 一种可偏转双定子开关磁阻式风力发电机
CN215186399U (zh) 一种直线电机和磁悬浮交通系统
CN111098714A (zh) 牵引变电单元及牵引供电系统
US8829755B2 (en) Composite permanent magnet synchronous machine
CN113285571A (zh) 一种冗余励磁双速绕组定子永磁发电机
CN108390533A (zh) 一种高速永磁同步电机系统
Surana et al. A fault-tolerant inverter circuit to generate thirteen-level 24-Sided voltage space vector structure for open-end winding induction motor drive
CN111342634A (zh) 一种带有主动控制屏蔽线圈的长电枢直线电机
CN115800675A (zh) 一种双边错位磁通切换直线电机
Zhang et al. A new high output frequency multilevel inverter topology of traction converter for superspeed maglev train
CN111769712B (zh) 用于高速磁浮交通的电磁推进系统及磁悬浮列车
KR20230023908A (ko) 구동모터의 구동시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant