線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道列車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車。
【背景技術(shù)】
[0002]近代城市的交通隨著社會(huì)的發(fā)展，車輛迅速增多，地面交通系統(tǒng)出現(xiàn)擁堵，嚴(yán)重影響人們的出行，于是出現(xiàn)了地下的地鐵、地上高架的輕軌和磁懸浮列車等軌道交通系統(tǒng)，形成一個(gè)立體的交通網(wǎng)。
[0003]但即便如此，在特定的環(huán)境下也有不足，例如:大城市的既有的城區(qū)要解決地面交通擁堵，如果是修地鐵，考慮到地下工程風(fēng)險(xiǎn)大、投資大(每公里造價(jià)5-8億元)、工期長(zhǎng)(五年左右)、運(yùn)能過剩和運(yùn)營(yíng)成本高等因素，應(yīng)是不可取的；如果是修輕軌或磁懸浮列車，除了如同修地鐵那些不利的因素外尚有拆房、噪音和景觀等問題。又例如:中、小城市和風(fēng)景區(qū)，需要運(yùn)量不大，投資能力較小，又要求安全、快捷、環(huán)保的共交系統(tǒng)，顯然選用地鐵、輕軌或磁懸浮列車也是不可取的。
[0004]為了解決和克服現(xiàn)有地鐵、輕軌和磁懸浮的上述缺陷，空中軌道列車(又稱“空列”、“空中巴士”)概念應(yīng)運(yùn)而生?！翱樟小笔且詰覓斓姆绞綄④壍缿覓煸谥е希┝熊囓噹旭?，它只是將軌道移至空中，而并非如輕軌那樣將整個(gè)路面抬到空中，具有不占道、不拆房、不破壞環(huán)境景觀、低噪音、安全、全天候快捷運(yùn)營(yíng)、低造價(jià)、工期短和施工期對(duì)地面交通干擾少等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]目前的空中軌道列車的驅(qū)動(dòng)一般采用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)時(shí)受到車輪和軌道之間摩擦系數(shù)的影響，在線路中出現(xiàn)坡度值時(shí)，摩擦阻力會(huì)產(chǎn)生損耗。也有一些方案采用線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)，如專利號(hào)為:“200610075308.8”的“對(duì)沿行駛軌道移動(dòng)的車輛、特別是磁懸浮列車的驅(qū)動(dòng)”。直線電機(jī)相比旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)是其牽引力通過磁場(chǎng)傳遞到行車道上，電機(jī)沒有旋轉(zhuǎn)部件，無需維修且無損耗，可以進(jìn)行不同功率的匹配。
[0006]但是現(xiàn)階段由于磁懸浮列車、動(dòng)車的全面提速?？罩熊壍懒熊嚨男旭偹俣葐栴}也是其相對(duì)傳統(tǒng)列車競(jìng)爭(zhēng)力的一大體現(xiàn)。對(duì)懸浮式的空中軌道列車行走機(jī)構(gòu)的加速、減速以及高速運(yùn)行時(shí)行走機(jī)構(gòu)制動(dòng)的穩(wěn)定性具有了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無需車輪，懸浮運(yùn)動(dòng)，高速可達(dá)80km/hr。特殊設(shè)計(jì)的一體式定子組件，在定子部分下方設(shè)置散熱片結(jié)構(gòu)并在散熱片下方增設(shè)冷卻氣道，通過簡(jiǎn)單合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的直線電機(jī)進(jìn)行冷卻，有效降低了其運(yùn)行溫度，提高其直線電機(jī)的耐久性和工作壽命。這種結(jié)構(gòu)下的列車滿載時(shí)鉸接車廂可達(dá)1.0?1.4m/s2的加速度和減速度而不會(huì)出現(xiàn)直線電機(jī)部件損壞。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，包括軌道梁、行走機(jī)構(gòu)、列車本體，行走機(jī)構(gòu)設(shè)于軌道梁內(nèi)，行走機(jī)構(gòu)底部固設(shè)有列車本體，所述走行機(jī)構(gòu)包括機(jī)殼、直線電機(jī)、傳動(dòng)裝置以及設(shè)于機(jī)殼底部的行走輪，所述直線電機(jī)的定子部分固定在走行機(jī)構(gòu)機(jī)殼頂部，軌道梁的頂板充當(dāng)直線電機(jī)的磁性轉(zhuǎn)子磁軛，軌道梁的頂板下方設(shè)有供電軌，直線電機(jī)定子部分和供電軌之間有磁間隙，所述直線電機(jī)定子部分底部設(shè)有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結(jié)構(gòu)，散熱片結(jié)構(gòu)下方有用于定子再冷卻的氣道。
[0009]進(jìn)一步地，所述直線電機(jī)的定子部分、散熱片結(jié)構(gòu)和定子再冷卻的氣道為一體式定子組件。
[0010]進(jìn)一步地，所述一體式定子組件底部設(shè)有至少兩個(gè)柱狀插接件，柱狀插接件與行走機(jī)構(gòu)機(jī)殼插接相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述供電軌由黃銅制成，供電軌逐點(diǎn)焊接在軌道梁頂部。采用黃銅作為供電軌材料，可以在高速范圍內(nèi)達(dá)到通過驅(qū)動(dòng)交變載荷所必需的高的牽引力。減小直線電機(jī)次級(jí)系統(tǒng)定子部分縱向邊緣效應(yīng)的影響力。
[0012]進(jìn)一步地，所述定子部分有13極，定子部分以50Hz的頻率向其直線導(dǎo)軌供電，直線電機(jī)需要直線導(dǎo)軌來保持動(dòng)子在磁軌產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的位置。
[0013]進(jìn)一步地，所述直線電機(jī)通過直線供電軌供電，取電可靠。
[0014]進(jìn)一步地，還包括設(shè)置于行走機(jī)構(gòu)上的供電驅(qū)動(dòng)電路，供電驅(qū)動(dòng)電路包括行走機(jī)構(gòu)上的逆變器系統(tǒng)。行走機(jī)構(gòu)上的逆變器系統(tǒng)將供電軌的直流電壓轉(zhuǎn)換成幅值、頻率均可調(diào)整的三相交流電。供電驅(qū)動(dòng)電路通過改變電壓與頻率，來控制磁場(chǎng)的變化，實(shí)現(xiàn)空中軌道列車的啟動(dòng)、加速和制動(dòng)。
[0015]這樣，空中軌道列車就具有了良好的編組靈活性和運(yùn)營(yíng)適應(yīng)性，由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空列車輛具有比傳統(tǒng)車輛更強(qiáng)的加減速性能，有更高的停車位置控制精度，因此更易實(shí)現(xiàn)不同編組，高密度，自動(dòng)駕駛的運(yùn)行模式。它可以2-6輛靈活編組，適應(yīng)不同的客運(yùn)量需要。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)空中軌道列車仍采用空軌和膠輪來支撐和引導(dǎo)車輛運(yùn)行，所以仍可采用長(zhǎng)期運(yùn)用成熟的、安全可靠的軌道電路信號(hào)系統(tǒng)來實(shí)行對(duì)空中列車的信號(hào)傳輸、運(yùn)行監(jiān)控和集中調(diào)度，運(yùn)營(yíng)適應(yīng)性較好。采用直線電機(jī)牽引技術(shù)，具有優(yōu)良的動(dòng)力性能和爬坡能力并且直線電機(jī)是可以全自動(dòng)無人駕駛系統(tǒng)，其牽引動(dòng)力采用直線電機(jī)，車輪僅起承載的作用，列車的牽引力不受輪軌之間粘著條件的影響，所以能獲得優(yōu)良的動(dòng)力性能和爬坡能力。其線路的最大坡度強(qiáng)大，有利于線路縱斷面設(shè)計(jì)，減少過渡段。減少拆迀工作量，降低工程造價(jià)。直線電機(jī)是通過電能直接產(chǎn)生電磁推力的，其運(yùn)動(dòng)可以無機(jī)械接觸，大大減小了機(jī)械損耗，高速可達(dá)80km/hr及以上。特殊設(shè)計(jì)的一體式定子組件，在定子部分下方設(shè)置散熱片結(jié)構(gòu)并在散熱片下方增設(shè)冷卻氣道，通過簡(jiǎn)單合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的直線電機(jī)進(jìn)行冷卻，有效降低了其運(yùn)行溫度，提高其直線電機(jī)的耐久性和工作壽命。這種結(jié)構(gòu)下的列車滿載時(shí)鉸接車廂可達(dá)1.0?1.4m/s2的加速度和減速度而不會(huì)出現(xiàn)直線電機(jī)部件損壞。
【附圖說明】
[0017]為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0018]圖1為一實(shí)施例中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)空中列車原理示意圖。
[0020]在圖中:1_磁間隙，2-軌道梁的頂板，3-供電軌，4-定子部分，5-柱狀插接件，6_用于定子再冷卻的氣道，7-散熱片結(jié)構(gòu)，8-軌道梁。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參閱圖1?圖2，本實(shí)施例的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，包括軌道梁8、行走機(jī)構(gòu)、列車本體，行走機(jī)構(gòu)設(shè)于軌道梁8內(nèi)，行走機(jī)構(gòu)底部固設(shè)有列車本體，所述走行機(jī)構(gòu)包括機(jī)殼、直線電機(jī)、傳動(dòng)裝置以及設(shè)于機(jī)殼底部的行走輪，所述直線電機(jī)的定子部分4固定在走行機(jī)構(gòu)機(jī)殼頂部，軌道梁的頂板2充當(dāng)直線電機(jī)的磁性轉(zhuǎn)子磁軛，軌道梁的頂板2下方設(shè)有供電軌3，直線電機(jī)定子部分4和供電軌3之間有磁間隙1，所述直線電機(jī)定子部分4底部設(shè)有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結(jié)構(gòu)7，散熱片結(jié)構(gòu)7下方有用于定子再冷卻的氣道6。
[0022]參閱圖1，在另一實(shí)施例中，所述直線電機(jī)的定子部分4、散熱片結(jié)構(gòu)7和定子再冷卻的氣道6為一體式定子組件。所述一體式定子組件底部設(shè)有至少兩個(gè)柱狀插接件5，柱狀插接件5與行走機(jī)構(gòu)機(jī)殼插接相連。
[0023]參閱圖1，在另一實(shí)施例中，所述供電軌3由黃銅制成，供電軌3逐點(diǎn)焊接在軌道梁8頂部。采用黃銅作為供電軌3的材料，可以在高速范圍內(nèi)達(dá)到通過驅(qū)動(dòng)交變載荷所必需的高的牽引力。減小直線電機(jī)次級(jí)系統(tǒng)定子部分縱向邊緣效應(yīng)的影響力。
[0024]在另一實(shí)施例中，還包括設(shè)置于行走機(jī)構(gòu)上的供電驅(qū)動(dòng)電路，供電驅(qū)動(dòng)電路包括行走機(jī)構(gòu)上的逆變器系統(tǒng)。行走機(jī)構(gòu)上的逆變器系統(tǒng)將供電軌的直流電壓轉(zhuǎn)換成幅值、頻率均可調(diào)整的三相交流電。供電驅(qū)動(dòng)電路通過改變電壓與頻率，來控制磁場(chǎng)的變化，實(shí)現(xiàn)空中軌道列車的啟動(dòng)、加速和制動(dòng)。
[0025]這樣，空中軌道列車就具有了良好的編組靈活性和運(yùn)營(yíng)適應(yīng)性，由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空列車輛具有比傳統(tǒng)車輛更強(qiáng)的加減速性能，有更高的停車位置控制精度，因此更易實(shí)現(xiàn)不同編組，高密度，自動(dòng)駕駛的運(yùn)行模式。它可以2-6輛靈活編組，適應(yīng)不同的客運(yùn)量需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，包括軌道梁、行走機(jī)構(gòu)、列車本體，行走機(jī)構(gòu)設(shè)于軌道梁內(nèi)，行走機(jī)構(gòu)底部固設(shè)有列車本體，所述走行機(jī)構(gòu)包括機(jī)殼、直線電機(jī)、傳動(dòng)裝置以及設(shè)于機(jī)殼底部的行走輪，其特征在于，所述直線電機(jī)的定子部分固定在走行機(jī)構(gòu)機(jī)殼頂部，軌道梁的頂板充當(dāng)直線電機(jī)的磁性轉(zhuǎn)子磁軛，軌道梁的頂板下方設(shè)有供電軌，直線電機(jī)定子部分和供電軌之間有磁間隙，所述直線電機(jī)定子部分底部設(shè)有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結(jié)構(gòu)，散熱片結(jié)構(gòu)下方有用于定子再冷卻的氣道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，其特征在于:所述直線電機(jī)的定子部分、散熱片結(jié)構(gòu)和定子再冷卻的氣道為一體式定子組件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，其特征在于:所述一體式定子組件底部設(shè)有至少兩個(gè)柱狀插接件，柱狀插接件與行走機(jī)構(gòu)機(jī)殼插接相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，其特征在于:所述供電軌由黃銅制成，供電軌逐點(diǎn)焊接在軌道梁頂部。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，其特征在于:所述定子部分有13極，定子部分以50Hz的頻率向其直線導(dǎo)軌供電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車，包括軌道梁、行走機(jī)構(gòu)、列車本體，行走機(jī)構(gòu)設(shè)于軌道梁內(nèi)，行走機(jī)構(gòu)底部固設(shè)有列車本體，所述走行機(jī)構(gòu)包括機(jī)殼、直線電機(jī)、傳動(dòng)裝置以及設(shè)于機(jī)殼底部的行走輪，所述直線電機(jī)的定子部分固定在走行機(jī)構(gòu)機(jī)殼頂部軌道梁的頂板下方設(shè)有供電軌，直線電機(jī)定子部分和供電軌之間有磁間隙，所述直線電機(jī)定子部分底部設(shè)有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結(jié)構(gòu)，散熱片結(jié)構(gòu)下方有用于定子再冷卻的氣道。本發(fā)明采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無需車輪，懸浮運(yùn)動(dòng)，高速可達(dá)80km/hr。高速運(yùn)轉(zhuǎn)的直線電機(jī)運(yùn)行，提高運(yùn)行速度和車輛工作壽命。
【IPC分類】B60L13/03
【公開號(hào)】CN105253031
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510746061
【發(fā)明人】陳長(zhǎng)桂, 林幼令, 陳躍
【申請(qǐng)人】上海空列軌道技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日