線性電機驅動列車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軌道列車技術領域，特別涉及一種線性電機驅動列車。
【背景技術】
[0002]近代城市的交通隨著社會的發展，車輛迅速增多，地面交通系統出現擁堵，嚴重影響人們的出行，于是出現了地下的地鐵、地上高架的輕軌和磁懸浮列車等軌道交通系統，形成一個立體的交通網。
[0003]但即便如此，在特定的環境下也有不足，例如:大城市的既有的城區要解決地面交通擁堵，如果是修地鐵，考慮到地下工程風險大、投資大(每公里造價5-8億元)、工期長(五年左右)、運能過剩和運營成本高等因素，應是不可取的；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、小城市和風景區，需要運量不大，投資能力較小，又要求安全、快捷、環保的共交系統，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”)概念應運而生。“空列”是以懸掛的方式將軌道懸掛在支柱上，供列車車廂行駛，它只是將軌道移至空中，而并非如輕軌那樣將整個路面抬到空中，具有不占道、不拆房、不破壞環境景觀、低噪音、安全、全天候快捷運營、低造價、工期短和施工期對地面交通干擾少等優點。
[0005]目前的空中軌道列車的驅動一般采用旋轉驅動裝置，旋轉驅動裝置的缺點是驅動時受到車輪和軌道之間摩擦系數的影響，在線路中出現坡度值時，摩擦阻力會產生損耗。也有一些方案采用線性電機驅動，如專利號為:“200610075308.8”的“對沿行駛軌道移動的車輛、特別是磁懸浮列車的驅動”。直線電機相比旋轉驅動裝置的優點是其牽引力通過磁場傳遞到行車道上，電機沒有旋轉部件，無需維修且無損耗，可以進行不同功率的匹配。
[0006]但是現階段由于磁懸浮列車、動車的全面提速。空中軌道列車的行駛速度問題也是其相對傳統列車競爭力的一大體現。對懸浮式的空中軌道列車行走機構的加速、減速以及高速運行時行走機構制動的穩定性具有了更高的要求。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種線性電機驅動列車，采用直線電機驅動，無需車輪，懸浮運動，高速可達80km/hr。特殊設計的一體式定子組件，在定子部分下方設置散熱片結構并在散熱片下方增設冷卻氣道，通過簡單合理的結構設計，對高速運轉的直線電機進行冷卻，有效降低了其運行溫度，提高其直線電機的耐久性和工作壽命。這種結構下的列車滿載時鉸接車廂可達1.0?1.4m/s2的加速度和減速度而不會出現直線電機部件損壞。
[0008]為實現上述目的，本發明所提供的線性電機驅動列車，包括軌道梁、行走機構、列車本體，行走機構設于軌道梁內，行走機構底部固設有列車本體，所述走行機構包括機殼、直線電機、傳動裝置以及設于機殼底部的行走輪，所述直線電機的定子部分固定在走行機構機殼頂部，軌道梁的頂板充當直線電機的磁性轉子磁軛，軌道梁的頂板下方設有供電軌，直線電機定子部分和供電軌之間有磁間隙，所述直線電機定子部分底部設有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結構，散熱片結構下方有用于定子再冷卻的氣道。
[0009]進一步地，所述直線電機的定子部分、散熱片結構和定子再冷卻的氣道為一體式定子組件。
[0010]進一步地，所述一體式定子組件底部設有至少兩個柱狀插接件，柱狀插接件與行走機構機殼插接相連。
[0011]進一步地，所述供電軌由黃銅制成，供電軌逐點焊接在軌道梁頂部。采用黃銅作為供電軌材料，可以在高速范圍內達到通過驅動交變載荷所必需的高的牽引力。減小直線電機次級系統定子部分縱向邊緣效應的影響力。
[0012]進一步地，所述定子部分有13極，定子部分以50Hz的頻率向其直線導軌供電，直線電機需要直線導軌來保持動子在磁軌產生的磁場中的位置。
[0013]進一步地，所述直線電機通過直線供電軌供電，取電可靠。
[0014]進一步地，還包括設置于行走機構上的供電驅動電路，供電驅動電路包括行走機構上的逆變器系統。行走機構上的逆變器系統將供電軌的直流電壓轉換成幅值、頻率均可調整的三相交流電。供電驅動電路通過改變電壓與頻率，來控制磁場的變化，實現空中軌道列車的啟動、加速和制動。
[0015]這樣，空中軌道列車就具有了良好的編組靈活性和運營適應性，由于直線電機驅動的空列車輛具有比傳統車輛更強的加減速性能，有更高的停車位置控制精度，因此更易實現不同編組，高密度，自動駕駛的運行模式。它可以2-6輛靈活編組，適應不同的客運量需要。
[0016]本發明的優點是:由于直線電機驅動空中軌道列車仍采用空軌和膠輪來支撐和引導車輛運行，所以仍可采用長期運用成熟的、安全可靠的軌道電路信號系統來實行對空中列車的信號傳輸、運行監控和集中調度，運營適應性較好。采用直線電機牽引技術，具有優良的動力性能和爬坡能力并且直線電機是可以全自動無人駕駛系統，其牽引動力采用直線電機，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，所以能獲得優良的動力性能和爬坡能力。其線路的最大坡度強大，有利于線路縱斷面設計，減少過渡段。減少拆迀工作量，降低工程造價。直線電機是通過電能直接產生電磁推力的，其運動可以無機械接觸，大大減小了機械損耗，高速可達80km/hr及以上。特殊設計的一體式定子組件，在定子部分下方設置散熱片結構并在散熱片下方增設冷卻氣道，通過簡單合理的結構設計，對高速運轉的直線電機進行冷卻，有效降低了其運行溫度，提高其直線電機的耐久性和工作壽命。這種結構下的列車滿載時鉸接車廂可達1.0?1.4m/s2的加速度和減速度而不會出現直線電機部件損壞。
【附圖說明】
[0017]為能更清楚理解本發明的目的、特點和優點，以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細描述，其中:
[0018]圖1為一實施例中本發明的結構示意圖；
[0019]圖2為直線電機驅動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-散熱片結構，8-軌道梁。
【具體實施方式】
[0021]參閱圖1?圖2，本實施例的線性電機驅動列車，包括軌道梁8、行走機構、列車本體，行走機構設于軌道梁8內，行走機構底部固設有列車本體，所述走行機構包括機殼、直線電機、傳動裝置以及設于機殼底部的行走輪，所述直線電機的定子部分4固定在走行機構機殼頂部，軌道梁的頂板2充當直線電機的磁性轉子磁軛，軌道梁的頂板2下方設有供電軌3，直線電機定子部分4和供電軌3之間有磁間隙1，所述直線電機定子部分4底部設有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結構7，散熱片結構7下方有用于定子再冷卻的氣道6。
[0022]參閱圖1，在另一實施例中，所述直線電機的定子部分4、散熱片結構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有至少兩個柱狀插接件5，柱狀插接件5與行走機構機殼插接相連。
[0023]參閱圖1，在另一實施例中，所述供電軌3由黃銅制成，供電軌3逐點焊接在軌道梁8頂部。采用黃銅作為供電軌3的材料，可以在高速范圍內達到通過驅動交變載荷所必需的高的牽引力。減小直線電機次級系統定子部分縱向邊緣效應的影響力。
[0024]在另一實施例中，還包括設置于行走機構上的供電驅動電路，供電驅動電路包括行走機構上的逆變器系統。行走機構上的逆變器系統將供電軌的直流電壓轉換成幅值、頻率均可調整的三相交流電。供電驅動電路通過改變電壓與頻率，來控制磁場的變化，實現空中軌道列車的啟動、加速和制動。
[0025]這樣，空中軌道列車就具有了良好的編組靈活性和運營適應性，由于直線電機驅動的空列車輛具有比傳統車輛更強的加減速性能，有更高的停車位置控制精度，因此更易實現不同編組，高密度，自動駕駛的運行模式。它可以2-6輛靈活編組，適應不同的客運量需要。
【主權項】
1.線性電機驅動列車，包括軌道梁、行走機構、列車本體，行走機構設于軌道梁內，行走機構底部固設有列車本體，所述走行機構包括機殼、直線電機、傳動裝置以及設于機殼底部的行走輪，其特征在于，所述直線電機的定子部分固定在走行機構機殼頂部，軌道梁的頂板充當直線電機的磁性轉子磁軛，軌道梁的頂板下方設有供電軌，直線電機定子部分和供電軌之間有磁間隙，所述直線電機定子部分底部設有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結構，散熱片結構下方有用于定子再冷卻的氣道。2.根據權利要求1所述的線性電機驅動列車，其特征在于:所述直線電機的定子部分、散熱片結構和定子再冷卻的氣道為一體式定子組件。3.根據權利要求2所述的線性電機驅動列車，其特征在于:所述一體式定子組件底部設有至少兩個柱狀插接件，柱狀插接件與行走機構機殼插接相連。4.根據權利要求3所述的線性電機驅動列車，其特征在于:所述供電軌由黃銅制成，供電軌逐點焊接在軌道梁頂部。5.根據權利要求1至4所述的線性電機驅動列車，其特征在于:所述定子部分有13極，定子部分以50Hz的頻率向其直線導軌供電。
【專利摘要】本發明公開了一種線性電機驅動列車，包括軌道梁、行走機構、列車本體，行走機構設于軌道梁內，行走機構底部固設有列車本體，所述走行機構包括機殼、直線電機、傳動裝置以及設于機殼底部的行走輪，所述直線電機的定子部分固定在走行機構機殼頂部軌道梁的頂板下方設有供電軌，直線電機定子部分和供電軌之間有磁間隙，所述直線電機定子部分底部設有疊片組，所述疊片組交替排列形成不同高度分層的散熱片結構，散熱片結構下方有用于定子再冷卻的氣道。本發明采用直線電機驅動，無需車輪，懸浮運動，高速可達80km/hr。高速運轉的直線電機運行，提高運行速度和車輛工作壽命。
【IPC分類】B60L13/03
【公開號】CN105253031
【申請號】CN201510746061
【發明人】陳長桂, 林幼令, 陳躍
【申請人】上海空列軌道技術有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月4日