磁浮列車懸浮故障減重技術應急處理輔助系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及磁懸浮列車技術領域，具體設及吸力懸浮型中低速磁浮列車。
【背景技術】
[0002] 經過20多年的研究和試驗，國內的西南交通大學、國防科技大學、同濟大學均已掌 握成熟的懸浮控制技術，為磁浮列車投入運營奠定了堅實的技術基礎。
[0003] 目前，吸力型中低速磁浮列車已進入工程化應用階段，首列磁浮運營線已經在長 沙完工，并已經完成了初步調試，預計在2016年上半年投入運營。
[0004] 在磁浮列車的運營過程中，必須盡量避免列車中途故障停車。所W-旦出現故障， 在保障安全的前提下，盡力實現繼續運行的目標。由于現有的懸浮系統沒有實現冗余設計， 在某懸浮點出現故障，無法繼續正常懸浮時，只能切掉該懸浮點的懸浮控制，并放下該處的 支撐輪，靠支撐輪和軌道面的摩擦，保障磁浮列車繼續低速運行。在運種工況下，支撐輪要 承受較大的壓力，限于磁浮列車的結構，支撐輪的尺寸最大只能設計到IOmm左右，因此難W 避免出現支撐輪過早損壞或者中途損壞的問題。要解決運一問題，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。 【實用新型內容】
[000引鑒于現有技術在運營過程中可能出現的問題，本實用新型的目的是設計一種基于 減重技術的磁浮列車懸浮故障應急方法，使之能有效緩解故障狀態下出現的問題。
[0006] 本實用新型的目的是通過如下的手段實現的。
[0007] 磁浮列車懸浮故障減重技術應急處理輔助系統，應用于常規=節編組，每節有五 個轉向架，每個轉向架由四個懸浮點提供懸浮力，每個懸浮點有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供電由懸浮控制器輸出電流實現。懸浮電磁 鐵組上連接有用于提供應急電源的減重電源模塊，減重電源模塊與懸浮控制器并聯，使得 減重電流與懸浮控制器輸出電流采用并聯的方式接入懸浮電磁鐵;一電源切換開關組模塊 與減重電源模塊連接，在接收由列車操縱臺發送的控制指令后實施接通或關斷減重電源模 塊對懸浮電磁鐵的恒定減重電流。
[0008] 將減重電源模塊、電源切換開關組布置于磁浮列車懸浮架上，當磁浮列車某懸浮 點出現故障無法正常懸浮時，由減重電源為該點的懸浮電磁鐵提供減重電流，使該懸浮點 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個，也可W是數個懸浮架共用一個減重電源模塊。每個懸浮電 磁鐵可W單獨成為一個懸浮點，也可W由兩個懸浮電磁鐵并聯組成一個懸浮點。
[0010] 所述減重電源模塊與懸浮控制器采用并聯的方式接入懸浮電磁鐵，通過電源切換 開關組實現減重電源與故障點懸浮電磁鐵的連接，使該懸浮點工作在減重工況下。
[0011] 所述電源切換開關組，為可控的開關組合而成，其切換控制由列車操縱臺發送控 制命令。電源切換開關組具備控制開關通斷和通信的功能。
[0012] 當磁浮列車某懸浮點出現故障時，切掉該懸浮點的懸浮控制，即切掉該點懸浮控 制器的輸出電流，運樣該懸浮點的懸浮電磁鐵就沒有了電流通過。同時打下該點處的支撐 輪，利用支撐輪與軌道面的摩擦力，實現磁浮列車低速運行。然后，列車發送切換指令給接 入懸浮電磁鐵的電源切換開關組模塊，通過切換開關將減重電源接入該故障懸浮點的懸浮 電磁鐵，使得該懸浮電磁鐵內產生恒定的電流，電磁鐵線圈通電，使得電磁鐵與軌道之間產 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的分力的一部分。從而 使得支撐輪所受的壓力減小，實現減重的目的。
[0013] 采用本實用新型的結構，在減重電源參數的選擇上，應滿足一個前提條件:懸浮電 磁鐵線包通過減重電流產生的向上的吸力必須小于列車重力在該點的分力，否則將會出現 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] 在現有的結構設計中，當支撐輪打下后，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)。減重電源應設計為: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生的電磁吸力應接近并小于列車重力在該點 的分力，并留有一定的裕量。也就是減重設計應兼顧減重效果和防止吸死兩方面。
[0015] 由于利用本實用新型方案提出的減重電流產生的電磁吸力可W抵消相當一部分 的列車重力在該點的分力，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 而減少支撐輪的磨損。
[0016] 由上所述，在合理的設計條件下，采用本實用新型的結構，可使磁浮列車在出現懸 浮故障的時候，故障懸浮點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營。而且，采用本實用新型的減重裝置，不改變磁浮列車原有的 任何硬件設備，兼容性好，簡便易行。
【附圖說明】 [0017] ：
[0018] 附圖1是本實用新型各模塊的結構示意圖。
[0019] 附圖2是本實用新型中設及到的懸浮點的懸浮電磁鐵的結構示意圖。
[0020] 附圖3是本實用新型中設及到的故障狀態下打下支撐輪，進入減重工況的示意圖。
[0021] 附圖4是本實用新型中設及到的故障狀態下切斷懸浮控制器輸出，利用電源切換 開關組將減重電源加在故障點的懸浮電磁鐵線圈上，從而進入減重工況的示意圖。
[0022] 圖中，K為電源切換開關組，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] 下面結合附圖對本實用新型的結構作進一步的詳述。
[0024] 如圖1所示:在一個懸浮架內，布置一個減重電源模塊和一個接入懸浮電磁鐵的電 源切換開關組。懸浮架由四個懸浮點支撐，單個懸浮點承受列車重力四分之一的分力。如圖 3所示：當某懸浮點出現故障時，需要放下該處的支撐輪，使支撐輪與軌道面接觸，進入低速 運行狀態，正常工況的支撐輪處于收起的狀態。如圖4所示：當某懸浮點出現故障時，斷開該 處懸浮控制器與懸浮電磁鐵的連接。并利用電源開關切換組模塊將減重電源接入該懸浮點 的電磁鐵線圈上。
[002引實施例
[0026] 采用圖1的結構，在一個懸浮架內，布置一個減重電源模塊和一個接入懸浮電磁鐵 的電源切換開關組。該懸浮架長3.2米、自重Gl = 65000N、額定載重G2 = 25000N，由四個懸浮 點支撐，單個懸浮點抵消的列車重力的分力為:F1 = (G1+G2)/4 = 22500N。
[0027] 打下支撐輪后，懸浮電磁鐵與軌道之間的間隙為S = 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H和相關參數見下表。
[0030] 采用圖3的結構，當該懸浮架的某懸浮點出現故障，無法懸浮時，打下該處對應的 支撐輪，此時，該支撐輪與軌道面的壓力為F2 = F1 = 22500N(未減重狀態下的壓力）。
[0031] 采用圖4的結構，先切斷該故障懸浮點對應的懸浮控制器輸出，打下支撐輪后，接 入懸浮電磁鐵的電源切換開關組工作，將減重電源與故障點的懸浮電磁鐵連接，此時，在該 懸浮電磁鐵中，將通過恒定的27A的減重電流。
[0032] 根據本實施例給出的尺寸進行仿真運算分析，得出當故障點的懸浮電磁鐵線圈中 通過恒定的27A的減重電流時，產生的電磁吸力為17960N。小于列車重力在該點處的分力 F1。該電磁力的方向向上，使得懸浮點受到合力變為4540N，運樣，該點支撐輪所受的壓力也 相應的降低為4540N。實現了減重的目的，減重的效果為:支撐輪承受的壓力降低到減重前 的約20 %。
[0033] 綜上所述，本實用新型的減重裝置是易于控制、切實可行的。可良好地用于吸力型 中低速磁浮列車，有效地提供支撐輪的使用壽命，保障磁浮列車的正常運營。
[0034] 上述針對較佳實施例的具體描述，本領域的普通技術人員將會意識到，運里所述 的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應被理解為實用新型的保護范圍并不局 限于運樣的特別陳述和實施例。凡是根據上述描述做出各種可能的等同替換或改變，均被 認為屬于本實用新型的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 磁浮列車懸浮故障減重技術應急處理輔助系統，應用于常規三節編組，每節有五個 轉向架，每個轉向架由四個懸浮點提供懸浮力，每個懸浮點有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供電由懸浮控制器輸出電流實現，其特征在于， 懸浮電磁鐵組上連接有用于提供應急電源的減重電源模塊，減重電源模塊與懸浮控制器并 聯，使得減重電流與懸浮控制器輸出電流采用并聯的方式接入懸浮電磁鐵;一電源切換開 關組模塊與減重電源模塊連接，在接收由列車操縱臺發送的控制指令后實施接通或關斷減 重電源模塊對懸浮電磁鐵的恒定減重電流。2. 根據權利要求1所述的磁浮列車懸浮故障減重技術應急處理輔助系統，其特征在于， 減重電源模塊可以是一個懸浮架上配置數個，也可以是數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成為一個懸浮點，也可以由兩個懸浮電磁鐵并聯組成一個懸 浮點。3. 根據權利要求1所述的磁浮列車懸浮故障減重技術應急處理輔助系統，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】本實用新型公開了一種磁浮列車懸浮故障減重技術應急處理輔助系統，應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組模塊。當磁浮列車某個懸浮點出現故障無法懸浮時，只能取消該懸浮點的懸浮工況，并打下支撐輪，采用拖行的辦法繼續低速行駛；采用本實用新型的應急處理輔助系統，可以由減重電源通過電源切換開關組為故障懸浮點提供減重電流，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營。
【IPC分類】B60L13/04
【公開號】CN205239184
【申請號】CN201520869672
【發明人】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
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月3日