高速磁浮列车长定子段换步馈电新技术的研究

论文摘要

本论文首先回顾了直线电机在磁浮列车中的应用情况和国内外研究进展。然后分析了现有高速磁浮列车长定子段换步馈电技术的特点,提出了一种新的、更加经济的磁浮列车长定子换段方法,在列车速度和牵引力不变的前提下,逆变器和馈电电缆的数量比三步法换段节省1/3,同时在定子换段过程中逆变器不切换,牵引力不损失。通过对长定子直线同步电机的建模和仿真,研究了新型分段馈电结构模式中,换步过程前后定子段的电流变化关系以及由此引起的电机电磁量之间的关系,验证了所提方法的正确性和优越性。为了找到实现新型换步馈电方法的技术途径,论文研究了电子控制的永磁真空断路器在新型定子馈电结构模式中的应用,研究了永磁真空断路器的电子控制系统,实现了真空断路器的电子控制和选相分合闸。论文还研究了普通晶闸管开关在新型定子馈电结构模式中的应用,首先根据上海磁浮牵引供电系统的技术指标确定了串联晶闸管开关的主要参数,并且对串联晶闸管电子开关的主要技术难点之一,动静态均压问题,进行了理论分析和仿真研究。然后研制了一套采用晶闸管作为开关的新长定子段换步馈电方法的试验装置,验证了所提出的新方法的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 德国高速磁浮列车技术及其发展
• 1.1.2 国内和日本的磁浮列车技术
• 1.2 长定子直线电机的换步馈电技术简介
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 2 一种新的磁悬浮列车定子换段方法
• 2.1 背景技术
• 2.2 新的定子段换步方法的方法、特点与优点
• 3 长定子直线同步电机的建模与新型换步方法的仿真研究
• 3.1 同步直线电机的结构与原理
• 3.2 长定子永磁直线电机（PMLSM）的数学模型
• 3.3 PMLSM 的控制及仿真
• 3.4 新型定子段轨旁开关切换方法的仿真研究
• 4 真空断路器和同步开关技术及其在轨旁开关中的应用研究
• 4.1 真空开关技术的发展简介
• 4.2 真空开关操动机构现状与发展
• 4.3 永磁机构的结构和工作原理
• 4.3.1 永磁机构的机构
• 4.3.2 双稳态永磁机构的工作原理
• 4.4 同步开关技术
• 4.4.1 永磁机构电子控制系统的设计
• 4.5 同步开合真空开关在轨旁开关中应用的可行性研究
• 4.5.1 仿真研究
• 4.5.2 实验研究
• 5 晶闸管电子开关及其在长定子换步馈电中的应用
• 5.1 电子开关替代机械开关作为轨旁开关的研究
• 5.1.1 轨旁开关的现有技术
• 5.1.2 电子开关的结构、特点与优点
• 5.1.3 晶闸管电子开关的具体实施方式
• 5.2 晶闸管的串连技术的研究
• 5.2.1 技术背景
• 5.2.2 晶闸管串联开关的元件的选型与元件数目的确定
• 5.2.3 晶闸管串联开关的静态均压问题研究
• 5.2.4 晶闸管串联开关的动态均压问题研究
• 5.3 电子开关在新换段方法的应用研究
• 5.3.1 应用电子开关的新型换步方法试验装置的构成
• 5.3.2 控制板和触发板的原理与构成
• 5.3.3 试验结果
• 6 结论
• 参考文献
• 附录 A
• 附录 B
• 作者简历