CN114922013A - 动力轨系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种动力轨系统，包括动力轨、支撑动力轨的磁流变阻尼绝缘子、与磁流变阻尼绝缘子电连接的程控开关模块、与程控开关模块通信连接的动力轨控制器、用于锁定磁流变阻尼绝缘子的电磁锚节、与动力轨连接的液压模块。动力轨控制器与磁浮列车控制器通信连接。该动力轨系统，能够根据磁浮列车的运行状态信息主动调节磁流变阻尼绝缘子的阻尼力，并且能够根据磁浮列车的运行状态信息主动解锁或锁定不同位置的磁流变阻尼绝缘子，保障了磁浮列车在不同速度段行驶时均能稳定受流，而且，能够根据动力轨的当前变形信息主动补偿动力轨的变形，实现全线动力轨的主动维护，而且，不依赖外部供电，实现了电力的自供给。
Description
技术领域
本申请涉及磁浮轨道技术领域，特别是一种动力轨系统。
背景技术
磁浮列车需要依赖电力实现列车的悬浮，电力的来源之一便是安装于轨道梁的动力轨。传统的动力轨在列车受流器的压力和摩擦力作用下存在振动，导致靴轨之间在高速运动接触时出现跳动，致使磁浮列车高速段行驶时(尤其是200公里以上时)不能稳定受流。
因此，如何保障磁浮列车全速度段行驶时均能稳定受流，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种动力轨系统，所述动力轨系统包括动力轨、多个沿X向依次间隔布置的磁流变阻尼绝缘子、与所述磁流变阻尼绝缘子电连接的程控开关模块、与所述程控开关模块通信连接的动力轨控制器；各所述磁流变阻尼绝缘子沿Y向支撑所述动力轨的不同长度位置；所述动力轨控制器与磁浮列车控制器通信连接，以获取磁浮列车的运行状态信息，并根据所述磁浮列车的运行状态信息控制所述程控开关模块改变所述磁流变阻尼绝缘子的电流。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨系统还包括多组沿X向依次间隔布置的电磁锚节，每组所述电磁锚节通电状态下对应锁定不同位置的所述磁流变阻尼绝缘子，断电状态下解锁对应的所述磁流变阻尼绝缘子；所述程控开关模块与所述电磁锚节电连接，以根据所述磁浮列车的运行状态信息控制所述程控开关模块改变所述电磁锚节的通断电状态。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨系统还包括传感器和液压模块；所述传感器用于检测动力轨的X向、Y向和Z向变形；所述液压模块包括与所述动力轨相连的Y向液压缸和Z向液压缸、与所述Y向液压缸连通的第一供液通道、与所述Z向液压缸连通的第二供液通道、连于所述第一供液通道的第一电动阀、连于所述第二供液通道的第二电动阀；所述程控开关模块与所述第一电动阀及所述第二电动阀电连接，所述动力轨控制器与所述传感器通信连接，以根据所述传感器的检测数据控制所述程控开关模块改变所述第一电动阀及所述第二电动阀的开度。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨包括受流部和支撑所述受流部的基体部，所述基体部设有互不相通的两条中空流道，一条所述中空流道形成所述第一供液通道的一部分，另一条所述中空流道形成所述第二供液通道的一部分。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨系统包括锥形座和限位部，所述锥形座与所述Z向液压缸以及所述动力轨连接，所述限位部安装于轨道梁，所述限位部沿Z向依次设置多个锥形齿，所述锥形座由所述Z向液压缸举升到目标高度位置时，与相应高度的所述锥形齿在Z向上限位配合，在所述锥形齿的限位作用下稳定在目标高度位置。
动力轨系统的一种实施方式，所述Y向液压缸连在所述锥形座和所述磁流变阻尼绝缘子之间。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨沿X向分多段布置，不同段动力轨之间通过膨胀接头对接。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨包括平行布置的正极轨和负极轨，所述磁流变阻尼绝缘子与所述正级轨和负极轨电连接，以自所述动力轨中取电。
动力轨系统的一种实施方式，所述动力轨系统还包括太阳能电池，所述太阳能电池向所述动力轨控制器供电。
动力轨系统的一种实施方式，所述磁浮列车的运行状态信息包括磁浮列车的速度、位置和横向加速度。
本申请提供的动力轨系统，能够根据磁浮列车的运行状态信息提前主动调节磁浮列车即将经过的动力轨段的磁流变阻尼绝缘子的阻尼力，从而能够改善动力轨的振动特性，抵消磁浮列车经过时对动力轨的激扰振动，保障磁浮列车在全速度段行驶时均能稳定受流。
附图说明
图1为本申请提供的动力轨系统的正极轨和负极轨的示意图；
图2为正极轨或负极轨被磁流变阻尼绝缘子支撑状态下的Z向视图；
图3为动力轨系统的X向视图，图中展示了图2中正极轨或负极轨的A-A截面；
图4为图3中锥形座、限位部、Z向液压缸等部件的Y向视图；
附图标记说明如下：
10a正极轨，10b负极轨，11受流部，12基体部，13中空流道，14T形槽；
20膨胀接头，30磁流变阻尼绝缘子，40T形螺栓，50程控开关模块，60动力轨控制器，70传感器；
81Y向液压缸，82Z向液压缸，83第一供液通道，84第二供液通道，85第一电动阀，86第二电动阀；
91锥形座，92限位部，93基座，94安装座；
100太阳能电池；
101列车控制器；
102电磁锚节。
具体实施方式
传统的动力轨，当磁浮列车在高速段行驶时无法保障磁浮列车稳定受流。为此，本申请提供一种动力轨系统，该动力轨系统能保障磁浮列车在全速度段(包括200公里以上速度段)行驶时均能稳定受流。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请提供的动力轨系统作进一步的详细说明。
如图1，动力轨系统包括动力轨，动力轨包括正极轨10a和负极轨10b，正极轨10a和负极轨10b平行布置。正极轨10a和负极轨10b在X向上均分段设置，任两段相邻的正极轨10a和任两段相邻的负极轨10b均通过膨胀接头20对接。膨胀接头20能够补偿振动传递波导致的动力轨在X向上的变形。
如图2，动力轨系统还包括磁流变阻尼绝缘子30。沿正极轨10a和负极轨10b的X向均依次间隔布置多个磁流变阻尼绝缘子30，各磁流变阻尼绝缘子30分别支撑正极轨10a或负极轨10b的不同长度位置，且支撑方向沿Y向。
磁流变阻尼绝缘子30的特性是：当流经磁流变阻尼绝缘子30的线圈的电流增大时，磁流变液流过节流孔的阻力随之增大，使得磁流变阻尼绝缘子30输出的阻尼力增大，反之，电流减小时，阻尼力减小。因此能够通过改变磁流变阻尼绝缘子30的电流来改变磁流变阻尼绝缘子30的阻尼力。
如图3，动力轨系统还包括程控开关模块50和动力轨控制器60。程控开关模块50与磁流变阻尼绝缘子30的线圈电连接，具体可以通过电缆连接。动力轨控制器60与程控开关模块50通信连接，具体可以无线连接或者通过光纤等有线连接。这样设置，动力轨控制器60能够控制程控开关模块50改变磁流变阻尼绝缘子30的电流。
具体的，动力轨控制器60可以控制程控开关模块50的占空比发生变化，由于程控开关模块50与磁流变阻尼绝缘子30的线圈电连接，所以当程控开关模块50的占空比变化时，流经磁流变阻尼绝缘子30的线圈的电流大小也会随之变化。
动力轨控制器60还与磁浮列车控制器101通信连接，具体可以无线连接。这样设置，动力轨控制器60可以获取磁浮列车的运行状态信息，以根据磁浮列车的运行状态信息实施对程控开关模块50的控制。
具体的，所述磁浮列车的运行状态信息可以包括磁浮列车的速度、横向加速度(即Y向加速度)以及位置等。
通过磁浮列车的当前速度和横向加速度可以综合计算出与磁浮列车的当前运行状态适应的磁流变阻尼绝缘子30的阻尼力的合理范围区间。
通过磁浮列车的当前速度和位置可以判断磁浮列车即将经过哪一节动力轨段和还需多长时间到达该动力轨段，从而能在磁浮列车到达该动力轨段前，预先将支撑该动力轨段的磁流变阻尼绝缘子30的阻尼力调节到合理范围区间内，从而使得磁浮列车经过该动力轨段时能稳定受流。
上述动力轨系统能够根据磁浮列车的运行状态信息提前主动调节磁浮列车即将经过的动力轨段的磁流变阻尼绝缘子30的阻尼力，从而能够改善动力轨的振动特性，抵消磁浮列车经过时对动力轨的激扰振动，保障磁浮列车在全速度段行驶时(包括200公里以上速度段)均能稳定受流。
具体的，如图3，动力轨包括受流部11和支撑受流部11的基体部12。受流部11可以采用不锈钢材质，基体部12可以采用铝合金材质。基体部12设有T形槽14，磁流变阻尼绝缘子30可以通过T形螺栓40连于该T形槽14。
具体的，如图3，磁流变阻尼绝缘子30与正级轨和负极轨10b电连接，具体可以通过电缆连接。这样设置，磁流变阻尼绝缘子30能自正极轨10a和负极轨10b取电，从而无需单独为磁流变阻尼绝缘子30配置供电电源，利于简化动力轨系统的结构、降低动力轨系统的配置成本和运行成本。
具体的，如图3，动力轨系统还可以设置太阳能电池100，由太阳能电池100向动力轨控制器60供电，这样能实现电力自供给，不依赖外部供电，利于降低动力轨系统的运行成本。
进一步的，如图2，动力轨系统还可以设置电磁锚节102。沿正极轨10a和负极轨10b的X向均依次间隔布置多组电磁锚节102，每组电磁锚节102通电状态下对应锁定不同位置的磁流变阻尼绝缘子30，断电状态下解锁对应的磁流变阻尼绝缘子30。
程控开关模块50与电磁锚节102电连接，具体可以通过电缆连接。这样设置，动力轨控制器60能够根据磁浮列车的运行状态信息控制程控开关模块50改变电磁锚节102的通断电状态，从而能够进一步调整动力轨的振动特性、进一步提高磁浮列车的受流性能。
具体的，可以提前给磁浮列车即将经过的动力轨段的电磁锚节102通电，使磁浮列车经过该动力轨段时，该动力轨段的磁流变阻尼绝缘子30被电磁锚节102锁定，在磁浮列车经过该动力轨段后再切断该动力轨段的电磁锚节102的电力供应，使该动力轨段的电磁锚节102解锁对应的磁流变阻尼绝缘子30。
进一步的，如图3，动力轨系统还可以设置传感器70和液压模块。传感器70用于检测动力轨的X向、Y向和Z向变形。传感器70可以采用应力传感器。
液压模块包括Y向液压缸81、Z向液压缸82、与Y向液压缸81连通的第一供液通道83、与Z向液压缸82连通的第二供液通道84、连于第一供液通道83的第一电动阀85、连于第二供液通道84的第二电动阀86。Y向液压缸81和Z向液压缸82均与动力轨相连。Y向液压缸81能沿Y向伸缩，从而能带动动力轨沿Y向移动。Z向液压缸82能沿Z向伸缩，从而能带动动力轨沿Z向移动。
程控开关模块50与第一电动阀85及第二电动阀86电连接，具体可以通过电缆连接。动力轨控制器60与传感器70通信连接，具体可以无线连接或者通过光纤等有线连接，从而能够获取传感器70的检测数据。
动力轨控制器60根据传感器70的检测数据控制程控开关模块50改变第一电动阀85及第二电动阀86的开度。第一电动阀85和第二电动阀86开度变化时，Y向液压缸81和Z向液压缸82的伸缩量随之变化，从而能带动动力轨沿与当前变形方向相反的方向移动，以此可以主动补偿因振动或沉降带来的动力轨的Y向变形和Z向变形，实现全线动力轨的自动化维护作业。
具体的，如图3，动力轨的基体部12设有互不相通的两条中空流道13，一条中空流道13形成第一供液通道83的一部分，另一条中空流道13形成所述第二供液通道84的一部分。这样设置，能够减少第一供液通道83和第二供液通道84的空间占用，利于简化动力轨系统的结构和提高动力轨系统的集成度。
具体的，动力轨系统可以设置锥形座91和限位部92，锥形座91与Z向液压缸82连接并与动力轨连接，限位部92安装于轨道梁(图中未示出)，图中，限位部92通过基座93安装在安装座94的滑槽中，安装座94固定安装于轨道梁。
限位部92沿Z向依次设置多个锥形齿，锥形座91由Z向液压缸82举升到目标高度位置时，与相应高度的锥形齿在Z向上限位配合，从而在锥形齿的限位作用下稳定在目标高度位置。这样设置，能够一定程度地减小动力轨的Z向变形。
具体的，Y向液压缸81连在锥形座91和磁流变阻尼绝缘子30之间，图示实施例中，每个磁流变阻尼绝缘子30与两个Y向液压缸81连接，每个Y向液压缸81都有与之对应的第一电动阀85。
当Z向液压缸82伸缩时带动锥形座91、Y向液压缸81、磁流变阻尼绝缘子30和动力轨一起升降，以此补偿动力轨的Z向变形，当Y向液压缸81伸缩时带动磁流变阻尼绝缘子30和动力轨一起沿Y向移动，以此补偿动力轨的Y向变形。
综上所述，本申请提供的动力轨系统能够根据磁浮列车的运行状态信息主动调节支撑动力轨的磁流变阻尼绝缘子30的阻尼力，并且能够根据磁浮列车的运行状态信息主动解锁或锁定不同位置的磁流变阻尼绝缘子30，保障了磁浮列车在不同速度段行驶时均能稳定受流。而且，本申请提供的动力轨系统能够根据动力轨的当前变形信息主动补偿动力轨的变形，实现全线动力轨的主动维护。而且，本申请提供的动力轨系统不依赖外部供电，实现了电力的自供给。
需说明，本申请的描述中，X向是指动力轨的长度方向，Z向是指垂直于地面的方向，Y向是指动力轨的宽度方向，X向、Y向、Z向两两垂直。
以上应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.动力轨系统，其特征在于，所述动力轨系统包括动力轨、多个沿X向依次间隔布置的磁流变阻尼绝缘子(30)、与所述磁流变阻尼绝缘子(30)电连接的程控开关模块(50)、与所述程控开关模块(50)通信连接的动力轨控制器(60)；各所述磁流变阻尼绝缘子(30)沿Y向支撑所述动力轨的不同长度位置；所述动力轨控制器(60)与磁浮列车控制器(101)通信连接，以获取磁浮列车的运行状态信息，并根据所述磁浮列车的运行状态信息控制所述程控开关模块(50)改变所述磁流变阻尼绝缘子(30)的电流。
2.根据权利要求1所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨系统还包括多组沿X向依次间隔布置的电磁锚节(102)，每组所述电磁锚节(102)通电状态下对应锁定不同位置的所述磁流变阻尼绝缘子(30)，断电状态下解锁对应的所述磁流变阻尼绝缘子(30)；所述程控开关模块(50)与所述电磁锚节(102)电连接，以根据所述磁浮列车的运行状态信息控制所述程控开关模块(50)改变所述电磁锚节(102)的通断电状态。
3.根据权利要求1所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨系统还包括传感器(70)和液压模块；所述传感器(70)用于检测动力轨的X向、Y向和Z向变形；所述液压模块包括与所述动力轨相连的Y向液压缸(81)和Z向液压缸(82)、与所述Y向液压缸(81)连通的第一供液通道(83)、与所述Z向液压缸(82)连通的第二供液通道(84)、连于所述第一供液通道(83)的第一电动阀(85)、连于所述第二供液通道(84)的第二电动阀(86)；所述程控开关模块(50)与所述第一电动阀(85)及所述第二电动阀(86)电连接，所述动力轨控制器(60)与所述传感器(70)通信连接，以根据所述传感器(70)的检测数据控制所述程控开关模块(50)改变所述第一电动阀(85)及所述第二电动阀(86)的开度。
4.根据权利要求3所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨包括受流部(11)和支撑所述受流部(11)的基体部(12)，所述基体部(12)设有互不相通的两条中空流道(13)，一条所述中空流道(13)形成所述第一供液通道(83)的一部分，另一条所述中空流道(13)形成所述第二供液通道(84)的一部分。
5.根据权利要求3所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨系统包括锥形座(91)和限位部(92)，所述锥形座(91)与所述Z向液压缸(82)以及所述动力轨连接，所述限位部(92)安装于轨道梁，所述限位部(92)沿Z向依次设置多个锥形齿，所述锥形座(91)由所述Z向液压缸(82)举升到目标高度位置时，与相应高度的所述锥形齿在Z向上限位配合，在所述锥形齿的限位作用下稳定在目标高度位置。
6.根据权利要求5所述的动力轨系统，其特征在于，所述Y向液压缸(81)连在所述锥形座(91)和所述磁流变阻尼绝缘子(30)之间。
7.根据权利要求1-6任一项所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨沿X向分段布置，不同段动力轨之间通过膨胀接头(20)对接。
8.根据权利要求1-6任一项所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨包括平行布置的正极轨(10a)和负极轨(10b)，所述磁流变阻尼绝缘子(30)与所述正级轨和负极轨(10b)电连接，以自所述动力轨中取电。
9.根据权利要求1-6任一项所述的动力轨系统，其特征在于，所述动力轨系统还包括太阳能电池(100)，所述太阳能电池(100)向所述动力轨控制器(60)供电。
10.根据权利要求1-6任一项所述的动力轨系统，其特征在于，所述磁浮列车的运行状态信息包括磁浮列车的速度、位置和横向加速度。
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