磁浮列车非接触式供电技术

摘要

针对高速磁浮列车在狭窄空间内高经济性、高可靠性车载供电需求,在耦合磁路、电气性能仿真、设计优化基础上,提出一种发射端多匝线圈且无磁芯、拾取端类似双U型耦合磁路结构的非接触供电系统(inductive power supply,IPS),该系统采用了理论设计、仿真分析以及试验验证相结合的研究方法.首先,根据高速磁浮列车供电需求,通过理论计算确定各设备主要参数,完成IPS系统设计方案;然后,进行耦合磁路设计及仿真分析:利用Maxwell软件对多种耦合磁路进行3D仿真分析,确定耦合磁路最优设计方案,开展三维电磁仿真得到拾取装置与地面发射线圈间互感;紧接着,进行电气性能仿真分析:利用Matlab软件建立IPS系统电气仿真模型,仿真IPS系统传输功率及效率,根据供电需求确定补偿装置、地面逆变电源及DC/DC参数;最后,研制完成供电功率150 kW磁场耦合非接触供电系统,并部署于磁浮样车试验线,完成了现场EMC (electromagnetic magnetic compatibility)性能、电气性能测试验证.验证结果表明:传输功率超过150 kW,效率92%,达到项目预期目标.