一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置及其除冰方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置及其除冰方法，其中在线除冰装置包括储能电容器组、可控开关、线圈、取能电路和智能控制装置；线圈缠绕成长方形单层饼式结构，并封装于金属基板扁平面的凹槽内；线圈在外部作用力下与磁浮接触轨侧面有间隙的紧密接触；除冰方法为：磁浮机车行驶时，通过智能控制装置控制储能电容器组向线圈放电的频率，使线圈产生高幅值脉冲磁场；使磁浮接触轨在与线圈相邻的表面产生涡流；线圈和接触轨表面涡流所激发的脉冲磁场使线圈与接触轨之间产生脉冲斥力，脉冲力形成的机械波在接触轨内传播将覆冰击碎，达到除冰目的。本发明专利技术能够在列车行进过程中对接触轨实施在线除冰，保证磁浮列车的稳定运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置及其除冰方法


[0001]本专利技术涉及接触轨除冰领域，尤其涉及一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置及其除冰方法。

技术介绍

[0002]磁浮是城市的重要公共交通快线，冬季覆冰严重影响磁浮的安全运行。冬季覆冰环境条件下，暴露于自然环境的磁浮轨道、接触轨道在风的作用下持续覆冰，特别是在冻雨环境条件下，接触轨覆冰快速增长。磁浮接触轨为磁浮列车运行提供电力供应，其电力供应采用滑刷受电方式，一旦接触轨被冰层覆盖，磁浮机车无法通过接触受电，且在冰层较薄时易产生不良接触形成电弧放电，不仅影响公共交通的安全运行，而且烧损受电碳刷，引起设备加速老化。磁浮的接触轨覆冰严重危害公共交通的安全运行，严重损坏磁浮快线的设施，在造成巨大的经济损失的同时给人们的生产和生活带来极大不便。
[0003]因此，亟需提出一种有效的技术手段解决接触轨覆冰引发的磁浮快线停运和覆冰引发的灾害。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置及其除冰方法，能够在列车行进过程中对接触轨实施动态除冰，保证磁浮列车的稳定运行。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置，包括储能电容器组、可控开关、线圈、取能电路和智能控制装置；所述储能电容器组通过取能电路与磁浮机车的受电靴电气连接，用于储能电容器组从受电靴在线取能充电；所述可控开关受智能控制装置控制开关频率，进而控制储能电容器组向线圈的放电频率；所述线圈缠绕成单层饼式结构，并在外部作用力下与磁浮接触轨侧面有间隙的紧密接触。
[0007]在更优的技术方案中，还包括机箱和机械连接件；所述机箱固定于磁浮机车的集电靴安装架上，用于放置所述储能电容器组、可控开关、取能电路和智能控制装置；所述机械连接件用于将封装于金属基板内的线圈固定于机箱，并为线圈提供所述的外部作用力。
[0008]在更优的技术方案中，所述机械连接件采用压缩弹簧。
[0009]在更优的技术方案中，所述线圈采用漆包线缠绕的方式设置于金属基板扁平面的凹槽内，并采用绝缘板封装。
[0010]在更优的技术方案中，所述线圈的尺寸和形状，与磁浮接触轨的侧面形状和除冰功率需求相匹配。
[0011]在更优的技术方案中，所述储能电容器组由多个高能脉冲电容器串联和/或并联组成。
[0012]在更优的技术方案中，所述智能控制装置与驾驶室的集中控制器通讯，由集中控制器集中控制。
[0013]采用上述任一技术方案所述在线除冰装置对磁浮接触轨进行在线除冰的方法，包括以下步骤：
[0014]在磁浮机车行驶时，驾驶室的集中控制器通过与智能控制装置通讯，以控制所述在线除冰装置的可控开关，进而控制储能电容器组的放电频率；
[0015]当可控开关闭合瞬间，储能电容器组向线圈放电，线圈产生高幅值脉冲磁场；
[0016]与线圈有间隙紧密接触的磁浮接触轨侧面上产生涡流；
[0017]线圈和接触轨表面涡流所激发的磁场，使线圈与接触轨之间产生脉冲斥力，脉冲力形成的机械波在接触轨内传播将覆冰击碎，达到除冰目的。
[0018]在更优的技术方案中，当储能电容器组的电量降低至预设值时，控制储能电容器组从磁浮机车的受电靴在线取能充电。
[0019]有益效果
[0020]本专利技术能够快速有效地防止磁浮列车在覆冰条件下发生停运，从而避免磁浮快线因为覆冰天气条件而发生停运和故障，且在正常行驶过程中同时除去接触轨道的冰层，从而达到防止发生覆冰灾害，进而保证轨道交通系统的稳定运行，避免由于接触轨覆冰给公共交通带来巨大社会影响和经济损失。
附图说明
[0021]图1为电磁脉冲除冰装置电气原理图。
[0022]图2为电磁脉冲除冰装置产生的磁场和漩涡电流。
[0023]图3为脉冲线圈可选的两种形状结构示例。
[0024]图4为脉冲线圈的封装结构与形式。
[0025]图5为固定于接触轨受电靴的弹簧压紧式脉冲线圈的结构方式。
[0026]图6为接触轨自取电储能的连接方式。
[0027]1‑
金属基板，2
‑
压缩弹簧，3
‑
接触轨，4
‑
集电靴，5
‑
集电靴安装架，6
‑
机箱，7
‑
储能电容器组，8
‑
取能电路，9
‑
连接接头，10
‑
可控开关，11
‑
绝缘板，12
‑
线圈，13
‑
智能控制装置。
具体实施方式
[0028]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本专利技术的技术方案作进一步解释说明。
[0029]本实施例提供一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置，如图1所示，包括串联形成回路的储能电容器组C、可控开关SCR和线圈L；如图4所示，所述线圈采用漆包线缠绕的方式缠绕成单层饼式结构，并封装于金属基板扁平面的凹槽内，且采用绝缘板封装；所述线圈在外部作用力下，通过绝缘板的一面与磁浮接触轨侧面有间隙紧密接触，如图5、6所示。线圈的单层饼式结构形状与接触轨轨道面匹配，可选为如图3(a)、(b)所示的两种长方形线圈，也可为正方形等其他形状。
[0030]本实施例的在线除冰装置的除冰原理为：采用储能电容器组向线圈以预设频率放电，由线圈产生一个高幅值脉冲磁场，与线圈有间隙紧密接触的磁浮接触轨侧面上(即需要除冰的目标物)上产生一个幅值高、持续时间短的脉冲机械力，破坏冰晶结构使冰破裂而脱落。当施加脉冲电流时，电磁脉冲(力)引起除冰目标物的金属表面产生视觉不可见的微小
的收缩和扩张，导致目标物的表面产生微形变，使附着在目标物上面的冰破碎而滑落或掉落，达到目标物除冰的目的。
[0031]由可控硅(即可控开关SCR)触发产生电脉冲，电容器C通过线圈L放电，在金属基板表面O内产生感生涡流。由线圈及金属目标物表面的电流所激发的磁场，使线圈与金属目标物之间产生作用时间为微妙量级、大小为几十至数千牛顿的斥力，见图2。斥力使金属目标物表面在弹性形变范围内产生小振幅、高加速度的运动。可控硅具有二极管的性质，电流由第一次RLC(电阻R、线圈L、电容C组成的电路)正环路流过，然后可控硅重新导通电路，可以激励电容器反复充放电。脉冲冲击后，金属目标物表面覆冰被击碎，达到除冰目的。
[0032]根据磁浮轨道的结构特性，脉冲线圈设计为单层饼式结构，如图3、4所示。脉冲线圈匝数越多产生的电感越大，相应在除冰目标物体即轨道上感生涡流值也越大，因此要求单位能耗产生的脉冲力增大；脉冲线圈直径大感应涡流也大，也使产生脉冲力增大。如要获得较大脉冲力，应增大脉冲线圈外径和线圈匝数。
[0033]本实施例中的线圈由漆包线缠绕组成，所使用漆包线的尺寸、型号以及所构成线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于磁浮接触轨的在线除冰装置，其特征在于，包括储能电容器组、可控开关、线圈、取能电路和智能控制装置；所述储能电容器组通过取能电路与磁浮机车的受电靴电气连接，用于储能电容器组从受电靴在线取能充电；所述可控开关受智能控制装置控制开关频率，进而控制储能电容器组向线圈的放电频率；所述线圈缠绕成单层饼式结构，并在外部作用力下与磁浮接触轨侧面有间隙的紧密接触。2.根据权利要求1所述的在线除冰装置，其特征在于，还包括机箱和机械连接件；所述机箱固定于磁浮机车的集电靴安装架上，用于放置所述储能电容器组、可控开关、取能电路和智能控制装置；所述机械连接件用于将封装于金属基板内的线圈固定于机箱，并为线圈提供所述的外部作用力。3.根据权利要求2所述的在线除冰装置，其特征在于，所述机械连接件采用压缩弹簧。4.根据权利要求1所述的在线除冰装置，其特征在于，所述线圈采用漆包线缠绕的方式设置于金属基板扁平面的凹槽内，并采用绝缘板封装。5.根据权利要求1所述的在线除冰装置，其特征在于，所述线圈的尺寸和形状，与磁浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兴良，黄海涛，周晓明，张劲夫，张志劲，胡琴，欧阳虹，谢建波，
申请(专利权)人：重庆地格科技有限责任公司重庆大学，
类型：发明
国别省市：