卧龙磁浮列车试验线牵引供电系统的-研究

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1、第一章绪论简单。图中悬浮线圈产生电磁吸引力，将车辆从下面拉向轨道，并保持一定的垂向距离。图中的导向线圈产生的磁力则使其车辆与轨道有一定的侧向距离。这一切均可通过一整套高精度的电子调整系统保证车辆始终不变地定向悬浮在8～12mm并直线运动。悬浮和导向系统以及车上设备的用电由悬浮直线发电机供给。安装在线路上的电动机绕组产生一移动电磁场，车辆通过作为励磁部分的悬浮磁铁与其相互作用，实现牵引。在这种情况下，可通过改变三相交流电流的频率，从静止到达到运行速度的范围内连续调整驱动力。通过控制磁场作用力极性的变化来改变推力的方向，可使磁悬浮列车由驱动工况转为同样为非接触的制动工况

2、。1．3磁浮列车牵引供电系统技术牵引供电系统是磁悬浮铁路的核心技术之一，牵引供电系统把民用电力网的电能，经过降压，整流，逆变，转化为电压频率可控的输出电源，驱动长定子直线电动机定予段上的悬浮车辆，按控制系统设定的运行速度运动。牵引功率的能量转换，控制调节是通过地面固定设备来实现的。通过分段的电缆和开关，对沿线路两侧的直线电动机长定子供电，将电能转换为动能。从狭义范围上来讲，整个牵引供电系统要实现的目的类似于一个直线电机驱动控制系统，它的最终控制目标为长定子直线同步电动机。因此整个系统的功能均是围绕着这一目的。牵引供电系统除了电能的传输和转换以外，为实现各功能部件之间

3、的控制信号的交换和传输，还包括许多操作系统及控制系统的内容。如整个牵引供电系统的操作控制平台，操作控制系统的软件类型，控制系统的信息传输网络，信息交换的方式和传输载体，以及各个功能单元(开关，整流逆变，调压等)的接口形式和与信息传输网络的数据格式的匹配等。牵引供电系统所研究的内容从110KV民用电网接入口开始，到长定子直线同步电机的三相绕组为止。其硬件设备功能单元，依据其特点与作用可分解为：§110KV／20KV高压变压器及开关设备；§整流变压器：§功率补偿与滤波器；§整流器组和逆变器组；§制动调节器和制动电阻；§输出变压器；§开关站；§分段电缆：浙江大学硕上学位论

4、文输4§长定子直线同步电机(绕组，铁芯)。牵引供电系统的控制和操作内容包括：§控制操作系统的软件平台；§控制系统和测量系统信息的传输网络；§针对长定子直线同步电动机的控制策略；§针对逆变器的控制策略；§系统内各个单元的控制接口和控制操作硬件的匹配。牵引供电系统整体架构见图l-2所示，图1．3是系统控制单元原理图。殛幺工ii+!i一卜一章节———’f可———芎专一审≮丁——’一万～一—}亍——土士之』土兰毛』上．}之土图卜2牵引供电系统的结构原理图220KV高压电霸2201(／IIOKV变压器110KV高压电网110K／2帐v变压嚣20KV电罔整流变压嚣12脉渡整流器

5、直流汇瀛礴制动开关制动电阻分段电缆开关站长定子绕维图1-3牵引供电控制系统原理图为了尽可能地降低损耗，提高电机效率，牵引供电系统将实现长定子直线电鑫薹一第一章绪论机的分段供电，即：沿线的直线电机的定子被分成很多区段，只有磁浮列车所在的那一段的定子绕组是通电的。分段供电要把牵引变电站的输出三相变频变压的交流电由开关站切换给特定的定子绕组供电，定子绕组段转换时要求牵引力的损失尽可能小。每一段长定子长度的确定，需要综合考虑列车的运行速度要求、加速能力要求、绕组阻抗压降，以及轨旁设备的配置，同时还需要考虑线路的坡度等外部条件，上海示范线的长定子每段长约1200m。长定予直线

6、同步电机的绕组分段供电方式主要有跳步法供电，变步法供电和三步法供电等三种形式，三种供电方式各有特点，可分别用于不同的分段。1．4自动化控制技术的发展自动化技术的发展与计算机技术、自动化控制技术和工业通信技术的发展是相辅相成的。自动化技术的发展给自动化控制系统提出了新的要求，现代自动化技术不仅要求自动化控制系统具有现场实时自动控制和抗干扰功能，还应具有智能控制、生产管理、网络控制和系统诊断等强大功能。计算机技术、自动化控制技术和工业通信技术的进步也极大地提升了自动化控制系统的性能，为社会经济发展做出了巨大贡献。根据自动化技术控制方式的发展，自动化控制系统大致可分为以下

7、3种典型系统。1．集中式控制系统20世纪50年代前后，在自动化生产线上，现场的仪表和自动化设备提供的都是模拟信号和开关信号，这些信弓统一送往集中控制室的控制盘上，操作员可以在控制室中集中观测生产流程各处的状况。但模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，计算速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力也很差，传输距离也比较短。为解决模拟信号的这些缺点，一部分模拟信号被数字信号所取代，这些数字信号和模拟信号都接入到主控室的中心计算机上，由中心计算机统一进行监视和处理。通过使用数字技术，克服了模拟技术的缺陷，延长了通信距离，提高了信号的精度。不过，由于当时计算