磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及磁懸浮列車技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及吸力懸浮型中低速磁浮列車。
【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)過20多年的研究和試驗，國內(nèi)的西南交通大學(xué)、國防科技大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)均已 掌握成熟的懸浮控制技術(shù)，為磁浮列車投入運(yùn)營奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
[0003] 目前，吸力型中低速磁浮列車已進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，首列磁浮運(yùn)營線已經(jīng)在長 沙完工，并已經(jīng)完成了初步調(diào)試，預(yù)計在2016年上半年投入運(yùn)營。
[0004] 在磁浮列車的運(yùn)營過程中，必須盡量避免列車中途故障停車。所W-旦出現(xiàn)故障， 在保障安全的前提下，盡力實現(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行的目標(biāo)。由于現(xiàn)有的懸浮系統(tǒng)沒有實現(xiàn)冗余設(shè)計， 在某懸浮點(diǎn)出現(xiàn)故障，無法繼續(xù)正常懸浮時，只能切掉該懸浮點(diǎn)的懸浮控制，并放下該處的 支撐輪，靠支撐輪和軌道面的摩擦，保障磁浮列車?yán)^續(xù)低速運(yùn)行。在運(yùn)種工況下，支撐輪要 承受較大的壓力，限于磁浮列車的結(jié)構(gòu)，支撐輪的尺寸最大只能設(shè)計到10mm左右，因此難 W避免出現(xiàn)支撐輪過早損壞或者中途損壞的問題。要解決運(yùn)一問題，通過減小支撐輪與軌 道面的接觸壓力，從而減小支撐輪面的磨損及其軸承所承受的壓力是一條可行的途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]鑒于現(xiàn)有技術(shù)在運(yùn)營過程中可能出現(xiàn)的問題，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種基于減重 技術(shù)的磁浮列車懸浮故障應(yīng)急方法，使之能有效緩解故障狀態(tài)下出現(xiàn)的問題。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。
[0007] 磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，應(yīng)用于常規(guī)Ξ節(jié)編組，每節(jié)有五 個轉(zhuǎn)向架，每個轉(zhuǎn)向架由四個懸浮點(diǎn)提供懸浮力，每個懸浮點(diǎn)由兩個懸浮電磁鐵組的吸力 懸浮型中低速磁浮列車；懸浮電磁鐵組的常規(guī)供電由懸浮控制器輸出電流實現(xiàn)。懸浮電磁 鐵組上連接有用于提供應(yīng)急電源的減重電源模塊，減重電源模塊與懸浮控制器并聯(lián)，使得 減重電流與懸浮控制器輸出電流采用并聯(lián)的方式接入懸浮電磁鐵；一電源切換開關(guān)組模塊 與減重電源模塊連接，在接收由列車操縱臺發(fā)送的控制指令后實施接通或關(guān)斷減重電源模 塊對懸浮電磁鐵的恒定減重電流。
[000引將減重電源模塊、電源切換開關(guān)組布置于磁浮列車懸浮架上，當(dāng)磁浮列車某懸浮 點(diǎn)出現(xiàn)故障無法正常懸浮時，由減重電源為該點(diǎn)的懸浮電磁鐵提供減重電流，使該懸浮點(diǎn) 工作在減重工況下；
[0009] 所述減重電源模塊可W是恒定的電壓源，也可W是恒定的電流源。減重電源模塊 可W是一個懸浮架上配置數(shù)個，也可W是數(shù)個懸浮架共用一個減重電源模塊。每個懸浮電 磁鐵可W單獨(dú)成為一個懸浮點(diǎn)，也可W由兩個懸浮電磁鐵并聯(lián)組成一個懸浮點(diǎn)。
[0010] 所述減重電源模塊與懸浮控制器采用并聯(lián)的方式接入懸浮電磁鐵，通過電源切換 開關(guān)組實現(xiàn)減重電源與故障點(diǎn)懸浮電磁鐵的連接，使該懸浮點(diǎn)工作在減重工況下。
[0011] 所述電源切換開關(guān)組，為可控的開關(guān)組合而成，其切換控制由列車操縱臺發(fā)送控 制命令。電源切換開關(guān)組具備控制開關(guān)通斷和通信的功能。
[0012] 當(dāng)磁浮列車某懸浮點(diǎn)出現(xiàn)故障時，切掉該懸浮點(diǎn)的懸浮控制，即切掉該點(diǎn)懸浮控 制器的輸出電流，運(yùn)樣該懸浮點(diǎn)的懸浮電磁鐵就沒有了電流通過。同時打下該點(diǎn)處的支撐 輪，利用支撐輪與軌道面的摩擦力，實現(xiàn)磁浮列車低速運(yùn)行。然后，列車發(fā)送切換指令給接 入懸浮電磁鐵的電源切換開關(guān)組模塊，通過切換開關(guān)將減重電源接入該故障懸浮點(diǎn)的懸浮 電磁鐵，使得該懸浮電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生恒定的電流，電磁鐵線圈通電，使得電磁鐵與軌道之間產(chǎn) 生一定的電磁吸力。該電磁吸力方向向上，會抵消掉列車重力在該點(diǎn)的分力的一部分。從 而使得支撐輪所受的壓力減小，實現(xiàn)減重的目的。
[0013] 采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在減重電源參數(shù)的選擇上，應(yīng)滿足一個前提條件：懸浮電磁鐵 線包通過減重電流產(chǎn)生的向上的吸力必須小于列車重力在該點(diǎn)的分力，否則將會出現(xiàn)電磁 鐵吸死的情況。所述的吸死是指氣隙為0mm，即懸浮電磁鐵極板貼合在懸浮軌道的下沿上。
[0014] 在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，當(dāng)支撐輪打下后，該處的懸浮電磁鐵極板與軌道下表面的 距離接近額定工作的懸浮氣隙（8-lOmm)。減重電源應(yīng)設(shè)計為：在該懸浮氣隙下，由減重電 源為懸浮電磁鐵提供的恒定的減重電流所產(chǎn)生的電磁吸力應(yīng)接近并小于列車重力在該點(diǎn) 的分力，并留有一定的裕量。也就是減重設(shè)計應(yīng)兼顧減重效果和防止吸死兩方面。
[0015] 由于利用本發(fā)明方案提出的減重電流產(chǎn)生的電磁吸力可W抵消相當(dāng)一部分的列 車重力在該點(diǎn)的分力，所W能夠起到有效的減重作用，從而減小支撐輪所受的壓力，進(jìn)而減 少支撐輪的磨損。
[0016] 由上所述，在合理的設(shè)計條件下，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可使磁浮列車在出現(xiàn)懸浮故 障的時候，故障懸浮點(diǎn)能夠工作在減重工況下，從而有效地緩解該處支撐輪的磨損情況，保 障磁浮列車的正常運(yùn)營。而且，采用本發(fā)明的減重裝置，不改變磁浮列車原有的任何硬件設(shè) 備，兼容性好，簡便易行。
【附圖說明】 [0017] 如下：
[0018] 附圖1是本發(fā)明各模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 附圖2是本發(fā)明中設(shè)及到的懸浮點(diǎn)的懸浮電磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 附圖3是本發(fā)明中設(shè)及到的故障狀態(tài)下打下支撐輪，進(jìn)入減重工況的示意圖。
[0021] 附圖4是本發(fā)明中設(shè)及到的故障狀態(tài)下切斷懸浮控制器輸出，利用電源切換開關(guān) 組將減重電源加在故障點(diǎn)的懸浮電磁鐵線圈上，從而進(jìn)入減重工況的示意圖。
[0022] 圖中，K為電源切換開關(guān)組，U為減重電源模塊，1為F形軌道，2為懸浮電磁鐵，3 為滾輪。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳述。
[0024] 如圖1所示：在一個懸浮架內(nèi)，布置一個減重電源模塊和一個接入懸浮電磁鐵的 電源切換開關(guān)組。懸浮架由四個懸浮點(diǎn)支撐，單個懸浮點(diǎn)承受列車重力四分之一的分力。 如圖3所示：當(dāng)某懸浮點(diǎn)出現(xiàn)故障時，需要放下該處的支撐輪，使支撐輪與軌道面接觸，進(jìn) 入低速運(yùn)行狀態(tài)，正常工況的支撐輪處于收起的狀態(tài)。如圖4所示：當(dāng)某懸浮點(diǎn)出現(xiàn)故障 時，斷開該處懸浮控制器與懸浮電磁鐵的連接。并利用電源開關(guān)切換組模塊將減重電源接 入該懸浮點(diǎn)的電磁鐵線圈上。 陽〇2引實施例
[00%] 采用圖1的結(jié)構(gòu)，在一個懸浮架內(nèi)，布置一個減重電源模塊和一個接入懸浮電磁 鐵的電源切換開關(guān)組。該懸浮架長3. 2米、自重G1 = 65000N、額定載重G2 = 25000N，由四 個懸浮點(diǎn)支撐，單個懸浮點(diǎn)抵消的列車重力的分力為：F1 = (Gl+G2)/4 = 22500N。
[0027] 打下支撐輪后，懸浮電磁鐵與軌道之間的間隙為δ= 8mm。減重電源為恒流源，輸 出27A的恒定電流。如圖2所示懸浮電磁鐵的尺寸Η和相關(guān)參數(shù)見下表。
[0028]
[0029] 采用圖3的結(jié)構(gòu)，當(dāng)該懸浮架的某懸浮點(diǎn)出現(xiàn)故障，無法懸浮時，打下該處對應(yīng)的 支撐輪，此時，該支撐輪與軌道面的壓力為F2 =F1 = 22500Ν(未減重狀態(tài)下的壓力）。
[0030] 采用圖4的結(jié)構(gòu)，先切斷該故障懸浮點(diǎn)對應(yīng)的懸浮控制器輸出，打下支撐輪后，接 入懸浮電磁鐵的電源切換開關(guān)組工作，將減重電源與故障點(diǎn)的懸浮電磁鐵連接，此時，在該 懸浮電磁鐵中，將通過恒定的27Α的減重電流。
[0031] 根據(jù)本實施例給出的尺寸進(jìn)行仿真運(yùn)算分析，得出當(dāng)故障點(diǎn)的懸浮電磁鐵線圈 中通過恒定的27Α的減重電流時，產(chǎn)生的電磁吸力為17960Ν。小于列車重力在該點(diǎn)處的分 力F1。該電磁力的方向向上，使得懸浮點(diǎn)受到合力變?yōu)?540Ν，運(yùn)樣，該點(diǎn)支撐輪所受的壓 力也相應(yīng)的降低為4540Ν。實現(xiàn)了減重的目的，減重的效果為：支撐輪承受的壓力降低到減 重前的約20%。
[0032] 綜上所述，本發(fā)明的減重裝置是易于控制、切實可行的?？闪己玫赜糜谖π椭械?速磁浮列車，有效地提供支撐輪的使用壽命，保障磁浮列車的正常運(yùn)營。
[0033] 上述針對較佳實施例的具體描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，運(yùn)里所述 的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于運(yùn)樣 的特別陳述和實施例。凡是根據(jù)上述描述做出各種可能的等同替換或改變，均被認(rèn)為屬于 本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，應(yīng)用于常規(guī)三節(jié)編組，每節(jié)有五個 轉(zhuǎn)向架，每個轉(zhuǎn)向架由四個懸浮點(diǎn)提供懸浮力，每個懸浮點(diǎn)由兩個懸浮電磁鐵組的吸力懸 浮型中低速磁浮列車；懸浮電磁鐵組的常規(guī)供電由懸浮控制器輸出電流實現(xiàn)，其特征在于， 懸浮電磁鐵組上連接有用于提供應(yīng)急電源的減重電源模塊，減重電源模塊與懸浮控制器并 聯(lián)，使得減重電流與懸浮控制器輸出電流采用并聯(lián)的方式接入懸浮電磁鐵；一電源切換開 關(guān)組模塊與減重電源模塊連接，在接收由列車操縱臺發(fā)送的控制指令后實施接通或關(guān)斷減 重電源模塊對懸浮電磁鐵的恒定減重電流。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，其特征在 于，減重電源模塊可以是一個懸浮架上配置數(shù)個，也可以是數(shù)個懸浮架共用一個減重電源 模塊；每個懸浮電磁鐵可以單獨(dú)成為一個懸浮點(diǎn)，也可以由兩個懸浮電磁鐵并聯(lián)組成一個 懸浮點(diǎn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，其特征在 于，減重電源模塊的電參數(shù)應(yīng)使得其為懸浮電磁鐵提供的恒定的減重電流所產(chǎn)生的電磁吸 力接近并小于列車重力在該點(diǎn)的分力。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，其特征在 于，所述減重電源模塊可以是恒定的電壓源，也可以是恒定的電流源。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁浮列車懸浮故障減重技術(shù)應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，應(yīng)用于吸力懸浮型中低速磁浮列車，包括減重電源模塊、接入懸浮電磁鐵的電源切換開關(guān)組模塊。當(dāng)磁浮列車某個懸浮點(diǎn)出現(xiàn)故障無法懸浮時，只能取消該懸浮點(diǎn)的懸浮工況，并打下支撐輪，采用拖行的辦法繼續(xù)低速行駛；采用本發(fā)明的應(yīng)急處理輔助系統(tǒng)，可以由減重電源通過電源切換開關(guān)組為故障懸浮點(diǎn)提供減重電流，從而有效地降低支撐輪與軌道面的壓力，延長支撐輪的使用壽命，更好地保障磁浮列車的安全運(yùn)營。
【IPC分類】B60L13/04
【公開號】CN105291878
【申請?zhí)枴緾N201510738834
【發(fā)明人】劉國清, 張昆侖, 郭秀云, 王瀅, 董金文, 張慧, 王濤
【申請人】西南交通大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月3日