第5章电力电子技术在交通领域的应用1课件.pptVIP

* 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 上海磁悬浮列车： 目前的上海磁浮示范运营线是世界上唯一一条商业运营的磁悬浮专线，由中德两国合作开发。 专线西起上海地铁2号线的龙阳路站，东至浦东国际机场，专线全长30公里。 2000年6月，进行可行性研究。同年12月，决定建设。2001年3月正式开工建设。 2002年12月31日全线试运行，2003年1月4日正式开始商业运营。 设计时速430公里/小时，实际时速约380公里/小时，双线折返运行，单线运行时间约8分钟。 该线路具有交通、展示、旅游观光等多重功能。 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 上海磁悬浮列车： * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 上海磁悬浮列车： * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 上海磁悬浮列车： * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 上海磁悬浮列车： * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 5.2.3 磁悬浮铁路的基本制式和工作原理 根据磁悬浮列车上电磁铁的使用方式，磁悬浮铁路的基本制式可分为两大类，即： 常导磁吸式，简称EMS型，德国采用。 超导磁斥式，简称EDS型，日本采用。 两种制式的基本结构和工作原理虽各有不同，然而基本原理是一样的。 下面就悬浮、导向和推进三个主要部分，分别加以叙述和比较。 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 一、悬浮原理 磁悬浮列车的两种悬浮形式： (a) (b) 图 磁悬浮原理比较图 (a) 德国的磁吸式磁悬浮车 (b) 日本的磁斥式磁悬浮车 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 1．德国的常导磁吸式（EMS型）悬浮原理 常导磁吸式，也称为电磁悬浮系统，是一种吸力悬浮系统。 它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理，由车上常导电流产生电磁引力，吸引轨道下的导磁体，使列车浮起。 常导磁吸型技术较简单，产生的电磁吸力相对较小，悬浮的气隙较小，一般为8mm～10mm。 常导型高速磁悬浮列车的速度可达400 km/h～500 km/h , 适合于城市间的长距离快速运输。 通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的反馈控制。 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 常导磁吸式 特点：吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态，都能保持稳定悬浮状态。 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 常导磁吸式（EMS型）列车悬浮控制： 常导磁悬浮列车悬浮电磁铁位于导轨下部，安装在车辆上。 电磁铁通入直流电流后，产生电磁吸力，车厢向上运动。如果不对电磁吸力控制和调节，车辆将与轨道吸死。 车辆上安装可以测量气隙的传感器，在悬浮气隙偏离设定值时，传感器将气隙变化量送至悬浮控制器，经过控制算法的运算，输出控制信号，通过直流斩波器来调节悬浮电磁铁中的电流，调节电磁吸力，使工作气隙保持不变，这样就可以实现稳定地悬浮，其工作原理见图。 气隙 控制器 直流 斩波器 电磁铁 线圈 气隙 + - 气隙 设定 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 实例-----长沙试验线，悬浮控制功率斩波器，IGBT模块，采用PWM控制，工作电压280V，最大输出电流为100A，16套悬浮控制器 ，悬浮重量达到30~36吨。 常导磁吸式列车悬浮控制的工作原理 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 2．日本的超导磁斥式（EDS型）悬浮原理 超导磁斥式，也称为电力悬浮系统。 在车辆两侧底部安装超导磁体（放在液态氦贮存槽内），在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。 列车运行时，给列车上超导磁体线圈通电流，产生强磁场，轨道线圈（铝环、静止）与之相切割，在铝环内产生感应电流。感应电流产生的磁场与车辆上超导磁体的磁场方向相反，两个磁场产生排斥力。当排斥力大于车辆重量时，车辆就浮起。 优点：铝环线圈不需要供电。 因此，超导磁斥式就是利用置于车辆上的超导磁体，与铺设在轨道上的无源线圈之间的相对运动来产生悬浮力，将车体抬起的，可见当列车静止时，不能产生排斥力。如图所示。 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 超导磁斥式（EDS型）悬浮原理 * 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 二、导向原理 磁悬浮列车是利用电磁力的作用进行导向的。按磁吸式和磁斥式分两种情况： 1．常导磁吸式导向系统 德国TR型磁浮列车悬浮力和导向力由两个独立系统产生，导向是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。 如图所示，在线路两侧垂直地布置有钢板（导向和制动轨），车辆两侧相应地布置有如图所示的导向电磁铁，