專利名稱：一種高速鐵路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通運(yùn)輸技術(shù)，尤其涉及到一種高速鐵路。
背景技術(shù)：
提高列車速度是鐵路賴以生存和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的唯一出路。從20世紀(jì)50年代開始，德、法、日本等國(guó)都開展了大量有關(guān)高速鐵路的理論研究和試驗(yàn)工作。1964年，日本建成了世界上第一條高速鐵路——東海新干線，時(shí)速達(dá)210公里。1981年，法國(guó)建成了它的第一條高速鐵路——TGV東南線，時(shí)速達(dá)270公里。隨后，世界上許多國(guó)家掀起了建設(shè)高速鐵路的熱潮。
高速鐵路行車時(shí)速在200公里以上，這對(duì)沿線的路基、橋梁、軌道都有高標(biāo)準(zhǔn)的要求，還要解決大功率牽引、高速受電弓不離線、高速轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定運(yùn)行、高速列車制動(dòng)等問題。由于以上原因，高速鐵路造價(jià)較高，其中高速鐵路線路每公里約需1億元，高速電動(dòng)車組每列約需2億元。
上述高速鐵路就其走行原理，仍屬于傳統(tǒng)的粘著鐵路，輪軌間的粘著作用產(chǎn)生牽引力，但粘著作用隨著速度的提高而降低，因此粘著鐵路速度有一個(gè)極限。為使高速鐵路突破這一速度極限，同時(shí)也為了徹底克服粘著鐵路輪軌之間的摩擦、振動(dòng)和不穩(wěn)定性等問題，20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了兩種非粘著懸浮車——空氣懸浮車和磁懸浮車?？諝鈶腋≤囉纸袣鈮|車，它利用燃?xì)鈾C(jī)產(chǎn)生高壓氣體，噴入車輛與導(dǎo)軌間形成氣墊，再利用渦輪噴氣機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。法國(guó)研制的氣墊火車aerotrain時(shí)速達(dá)到428公里。磁懸浮車?yán)么诺淖饔昧?，使列車懸浮和?qū)動(dòng)。無(wú)論是空氣懸浮車還是磁懸浮車，都是在軌道上運(yùn)行，因此這兩種車都屬于鐵路范疇，可以稱其為空氣懸浮鐵路和磁懸浮鐵路。當(dāng)時(shí)，在能耗與噪音等方面，已研制的空氣懸浮車不如磁懸浮車，因此除個(gè)別國(guó)家外，大多數(shù)國(guó)家都放棄了空氣懸浮車。但磁懸浮鐵路造價(jià)昂貴，目前世界上還沒有一條長(zhǎng)距離的商業(yè)運(yùn)行磁懸浮鐵路。我國(guó)為探討在京滬線修建磁懸浮鐵路的可能性，買進(jìn)德國(guó)的技術(shù)和設(shè)備，在上海修了一條31公里長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)性磁懸浮鐵路，耗費(fèi)了89個(gè)億。
我國(guó)鐵路總里程有7萬(wàn)多公里，而運(yùn)行時(shí)速為200公里以上的高速鐵路至今仍為空白。目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)城際高速鐵路提出了迫切的要求，以北京、上海、廣州為中心的華北地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)的城際高速鐵路建設(shè)的有關(guān)前期工作正在積極開展中。
正經(jīng)歷著激烈的變革與發(fā)展的世界高速鐵路技術(shù)，除上述城際鐵路外，還包括城市鐵路，亦稱作城市軌道交通，其中包括地鐵和輕軌。隨著城市的發(fā)展和人民生活水平的提高，交通流量大幅增加，在城市中，特別是在大都市中，交通擁堵的問題日益嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，目前北京市許多主要街道的車輛平均時(shí)速不到10公里。為解決城市居民出行難的問題，應(yīng)積極發(fā)展速度快，能承載大客流量的城市軌道交通，分期分批建造地下鐵路、高架輕軌和郊區(qū)快速鐵路。我國(guó)的北京、上海、廣州、南京、武漢等城市都已進(jìn)入城市軌道交通的快速發(fā)展時(shí)期。目前國(guó)內(nèi)地鐵最高時(shí)速已達(dá)百公里，而輕軌時(shí)速也達(dá)50公里。地鐵與輕軌給市民出行帶來(lái)便利，但與市區(qū)其它傳統(tǒng)交通工具相比，現(xiàn)有地鐵與輕軌的一個(gè)突出的缺點(diǎn)是令人難耐的振動(dòng)與噪音。北京地鐵行駛中高頻的振動(dòng)和刺耳的噪音使乘客非常不舒服；而架空穿行在高樓大廈間的上海輕軌，因?yàn)檩嗆壴胍魯_民而被禁止在夜間行駛。
上述有關(guān)高速鐵路和城市軌道交通的背景技術(shù)，在以下專著中有詳細(xì)描述1、《世界高速鐵路技術(shù)》，錢立新主編，人民交通出版社(2003年)；2、《磁懸浮鐵路系統(tǒng)與技術(shù)》，魏慶朝、孔永健編著，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社(2003年)；3、《城市軌道交通》，毛保華等編著，科學(xué)出版社(2002年)；4、《地鐵與輕軌》，張慶賀等編著，人民交通出版社(2003年)；5、《地下鐵道與輕軌交通》，馬德芹、藺安林主編，西南交通大學(xué)出版社(2003年)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種既適用于城際鐵路，又適用于城市鐵路的高速鐵路，要求它造價(jià)低、噪音低、能耗低、速度高、安全、舒適。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明給出的高速鐵路由高架通道和懸浮列車兩部分組成。
高架通道是由水平架空設(shè)置的條形頂板、與其左右邊緣相連的兩塊側(cè)板構(gòu)成的向下開口的水平槽道，它沿鐵路線設(shè)置，由鐵路沿線兩側(cè)按一定間隔矗立的支架支承。高架通道上對(duì)稱地設(shè)置承重的托板、直線電機(jī)反應(yīng)板和接觸線。條形的托板的平面是水平的，固定在高架通道側(cè)板內(nèi)表面的下邊緣上，當(dāng)懸浮列車處于非懸浮狀態(tài)時(shí)，托板承擔(dān)列車的全部重量；條形的直線電機(jī)反應(yīng)板固定在高架通道頂板下表面的中間位置，沿高架通道水平設(shè)置，構(gòu)成高架通道頂板的一部分，它是驅(qū)動(dòng)懸浮列車的直線電機(jī)的次級(jí)，而直線電機(jī)的初級(jí)位于懸浮列車上；高架通道左右側(cè)板內(nèi)表面的上部各設(shè)有一根接觸線，它和懸浮列車上的受電弓配合，向懸浮列車提供用于懸浮和驅(qū)動(dòng)的全部電力。
懸浮列車由首尾各一節(jié)懸浮頭車和中間若干節(jié)懸浮車廂組成，每節(jié)懸浮頭車或每節(jié)懸浮車廂都單獨(dú)設(shè)有懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、車內(nèi)供電設(shè)備和載客的車廂。懸浮頭車的一端為流線型，懸浮頭車內(nèi)部還設(shè)有控制全車運(yùn)行的操控機(jī)構(gòu)。懸浮頭車和懸浮車廂的懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和車內(nèi)供電設(shè)備是相同的。
所說(shuō)的懸浮機(jī)構(gòu)由真空箱和氣壓裝置所組成，氣壓裝置通常包括引風(fēng)設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備，氣壓裝置位于真空箱內(nèi)。真空箱是由四個(gè)側(cè)壁和一塊底板構(gòu)成的一個(gè)長(zhǎng)方形的上方開口的箱子，真空箱上方的開口扣在高架通道頂板的下表面上，真空箱四個(gè)側(cè)壁有一定的彈性，真空箱的底板通過連桿與下面的載客的車廂廂體相連。所說(shuō)的引風(fēng)設(shè)備中，其中，引風(fēng)機(jī)的排氣管穿過真空箱底板，開口在真空箱外，與大氣相通。啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，抽除真空箱與高架通道頂板間的部分空氣，真空箱內(nèi)大氣壓力開始低于環(huán)境大氣壓力，隨著這個(gè)壓力差逐漸加大，真空箱彈性側(cè)壁開始?jí)嚎s，真空箱底板上升，并通過連桿拉起下面載客的車廂。所說(shuō)的鼓風(fēng)設(shè)備中，通過鼓風(fēng)管輸出高壓空氣，鼓風(fēng)管的出口頂在高架通道頂板的下表面，高壓空氣從鼓風(fēng)管出口噴出時(shí)，由于氣壓作用，在高架通道頂板和鼓風(fēng)管出口間形成空氣隙，因?yàn)楣娘L(fēng)管出口與真空箱固定在一起，它帶動(dòng)真空箱上方開口的周邊離開高架通道頂板，也與頂板間形成同樣的空氣隙。由于稱作氣壓裝置的引風(fēng)設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備共同作用于真空箱，使真空箱連同載客的車廂上下與外界均無(wú)接觸，實(shí)現(xiàn)了懸浮。
所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是位于懸浮頭車和懸浮車廂上的直線電機(jī)的初級(jí)，它和高架通道頂板上的反應(yīng)板相作用，后者是直線電機(jī)的次級(jí)。車廂上的直線電機(jī)初級(jí)通以三相交流電，產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)的電磁場(chǎng)，它與高架通道頂板下表面上的反應(yīng)板發(fā)生感應(yīng)作用，產(chǎn)生水平推力，用以驅(qū)動(dòng)懸浮列車前進(jìn)。
所說(shuō)的車內(nèi)供電設(shè)備包括真空箱左右側(cè)壁的外表面對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)受電弓、車廂內(nèi)的主變壓器、整流器、逆變器，每節(jié)車廂有一套車內(nèi)供電設(shè)備，產(chǎn)生三相電力，供給直線電機(jī)和氣壓裝置。
所說(shuō)的操控機(jī)構(gòu)是位于懸浮頭車內(nèi)的控制器和操作臺(tái)?？刂破鲀?nèi)有總控制電路，為全列車各節(jié)車廂的整流器、逆變器提供控制信號(hào)，列車司機(jī)通過操作臺(tái)，再經(jīng)由控制器，向全列車發(fā)出各種運(yùn)行指令。
上個(gè)世紀(jì)國(guó)外研制的氣墊車是利用燃?xì)鈾C(jī)產(chǎn)生高壓氣體，向車廂與導(dǎo)軌或地面間噴入，在車廂底部氣體圍裙內(nèi)形成氣墊，托起車廂。因?yàn)檎麄€(gè)氣墊車是一個(gè)剛性實(shí)體，燃?xì)鈾C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的劇烈振動(dòng)，以及高速氣墊車本身的晃動(dòng)，都要求氣墊車底部的金屬制的氣體圍裙周邊與地面或與導(dǎo)軌間要有足夠的高度，以防止刮碰，這就造成氣墊中的的高壓氣體大量泄漏，因此氣墊車懸浮的能耗很大。此外，氣墊車?yán)脟姎獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，因此，氣墊車不僅能耗大，而且噪音大、污染大，時(shí)至今日氣墊車已幾乎絕跡。
本發(fā)明的懸浮列車的每一節(jié)懸浮車廂上，都有一個(gè)上方開口，扣在高架通道頂板下表面的真空箱，真空箱的側(cè)壁有彈性，當(dāng)真空箱內(nèi)空氣被抽出時(shí)，真空箱底板上升，拉起車廂懸浮。真空箱的上口周邊與高架通道頂板并不接觸，鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣通過鼓風(fēng)管到達(dá)頂板，利用高壓氣體的作用力，使真空箱上周邊與頂板間產(chǎn)生一個(gè)很薄的氣墊，很小的空氣隙，然后利用非接觸的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)懸浮列車前進(jìn)。這種空氣懸浮列車真空箱與頂板間的空氣隙比上述氣墊車氣體圍裙下的空氣隙能小一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此懸浮能耗小。此外由于是利用非接觸的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，噪音和污染也大大減輕。本發(fā)明的懸浮列車是懸吊在真空箱下邊，與氣墊車相比，穩(wěn)定性明顯改善，偶然偏擺，能夠自動(dòng)回復(fù)。車廂上的風(fēng)機(jī)和電機(jī)的振動(dòng)，都被真空箱的彈性側(cè)壁所吸收，對(duì)真空箱與頂板間的空氣隙無(wú)影響。本發(fā)明的懸浮列車運(yùn)行時(shí)，真空箱吸在高架通道頂板的下表面上，車體懸?。贿M(jìn)站停車時(shí)，依靠車廂外突出的搭板落在高架通道側(cè)板內(nèi)表面的托板之上。懸浮列車啟動(dòng)或停車過程中，車廂的升降僅僅是幾厘米的高度，如果運(yùn)行中懸浮機(jī)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)出了故障，懸浮列車也只是下降幾厘米落在托板上而已，因此本發(fā)明的懸浮列車安全有保障。本發(fā)明的懸浮列車的全部懸浮與驅(qū)動(dòng)設(shè)備都安裝在真空箱內(nèi)，只有引風(fēng)機(jī)的排氣口位于真空箱底板下方，因此對(duì)車廂與環(huán)境的噪音影響較小。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明推出一種全新的高速鐵路，它兼有速度快，舒適性好和安全性高的優(yōu)點(diǎn)，可以全天候運(yùn)行，從結(jié)構(gòu)原理上講，它不存在脫軌或翻車的危險(xiǎn)。
2、本發(fā)明的懸浮列車的真空箱與高架通道頂板間的空氣隙小，與氣墊車相比，懸浮功耗?。槐景l(fā)明是懸浮列車，沒有輪軌磨擦，與常規(guī)列車相比，前進(jìn)阻力小，因而驅(qū)動(dòng)功耗??；本發(fā)明的懸浮列車的車廂是吊在真空箱下邊，與現(xiàn)有的各種車輛相比，本發(fā)明的懸浮列車穩(wěn)定性好。
3、本發(fā)明的高架通道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗材料少，高架通道架空鋪設(shè)，占地面積少，因此本發(fā)明的高架通道建造成本低，大約僅與我國(guó)傳統(tǒng)鐵路相當(dāng)。
4、本發(fā)明的懸浮列車以電力為能源，沒有廢氣污染；本發(fā)明的懸浮列車懸浮運(yùn)行，不存在輪軌摩擦等噪音污染；本發(fā)明的懸浮列車?yán)每諝鈶腋。淮嬖谟么帕腋】赡墚a(chǎn)生的電磁污染。
5、本發(fā)明的高架通道與懸浮列車可用作城際高速鐵路，也可用于城市鐵路，比如地鐵、輕軌、市郊鐵路等，因此本發(fā)明可為目前各種類型鐵路實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，提供一種新的選擇。


圖1是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的高架通道與懸浮車廂的基本結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的真空箱結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的引風(fēng)設(shè)備安裝圖；圖4是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的鼓風(fēng)設(shè)備安裝圖；圖5是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的扁平直線電機(jī)安裝圖；圖6是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的扁平直線電機(jī)結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的懸浮車廂與高架通道的配合關(guān)系(1)；圖8是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的懸浮車廂與高架通道的配合關(guān)系(2)；圖9是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的懸浮車廂與高架通道的配合關(guān)系(3)；圖10是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的車內(nèi)供電設(shè)備電路圖；圖11是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的懸浮頭車總體圖；圖12是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的真空葙與引風(fēng)設(shè)備安裝圖；圖13是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的磁盤直線電機(jī)安裝圖；圖14是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的磁盤直線電機(jī)的磁盤結(jié)構(gòu)圖；圖15是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的車內(nèi)供電設(shè)備電路圖；圖16是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)或?qū)嵤├?二)的高速鐵路總體圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的高架通道與懸浮車廂的基本結(jié)構(gòu)。在高架通道上，架空水平放置的橫梁2的左右兩端，被對(duì)稱矗立的支架1、201所支承，支架是按一定間隔，在鐵路沿線兩側(cè)均勻設(shè)置的，支架的根部固定在地面上的混凝土基礎(chǔ)中。橫梁2和支架1、201可以用鋼材做成。在橫梁2下邊固定著高架通道的頂板4，頂板4的橫斷面是下凹的圓弧形，其圓心在頂板4的正上方。作為驅(qū)動(dòng)列車直線電機(jī)的次級(jí)的復(fù)合反應(yīng)板48、49構(gòu)成頂板4的一部分，位于頂板4下表面的中部。頂板4的兩側(cè)邊固定在橫梁2和支架1、201的結(jié)合部，同時(shí)，從這個(gè)結(jié)合部，緊貼著支架向下對(duì)稱設(shè)置高架通道的左右側(cè)板3、17，左右側(cè)板3、17牢牢地固定在橫梁2和左右支架1、201上。頂板4和左右側(cè)板3、17需用厚度不低于2cm的高強(qiáng)度合金鋼板做成。在左右側(cè)板3、17內(nèi)側(cè)表面的中上部，分別通過絕緣板固定著接觸線18、11，接觸線材質(zhì)可以是鑄銅(Cu)或銅錫合金(CuSn)，截面積170mm2。絕緣板的寬度也就是左右接觸線到左右側(cè)板3、17的距離不能小于0.4m，以防止接觸線與側(cè)板3、17間電擊穿。在側(cè)板3、17內(nèi)表面的最下端，對(duì)稱地設(shè)置有水平的托板214、14。當(dāng)懸浮列車停車時(shí)，左右托板214、14要承擔(dān)列車的全部重量，因此，托板用高強(qiáng)度鋼材制成，并牢牢地固定在支架1、201和側(cè)板3、17上。
懸浮車廂由真空箱8和載客的車廂15組成，二者用連桿216、16連接。真空箱8是一個(gè)長(zhǎng)方形、上方開口、無(wú)蓋的箱子，由上箱和下箱兩部分構(gòu)成，上下箱之間有一個(gè)透氣的水平隔板5。上箱的上側(cè)壁9為剛性壁，上側(cè)壁9外側(cè)設(shè)有受電弓10，對(duì)面另一側(cè)壁外設(shè)有受點(diǎn)弓19，兩個(gè)受點(diǎn)弓與高架通道左右側(cè)板上的兩個(gè)接觸線18、11滑動(dòng)接觸，向列車提供全部電力。上箱上方開口的四個(gè)周邊與高架通道的頂板4相配合，因?yàn)楦呒芡ǖ赖捻敯?的橫斷面是圓弧形，所以與其配合的真空箱的四個(gè)上周邊中，與鐵路線平行的兩個(gè)邊是直線，而與鐵路線垂直的兩個(gè)邊是圓弧線。真空箱8下箱的下側(cè)壁12與上箱上側(cè)壁9相連，下側(cè)壁12在豎直方向有彈性。當(dāng)載客的車廂15處于非懸浮狀態(tài)時(shí)，載客的車廂15與真空箱8的全部重量是通過設(shè)在真空箱底板7下面的搭板13加載到高架通道側(cè)壁3、17上對(duì)稱設(shè)置的托板214、14上。真空箱底板7的四角處與水平隔板5間有壓力彈簧6支撐。
圖2給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的真空箱的結(jié)構(gòu)。真空箱8總體上是一個(gè)扁平、長(zhǎng)方形的箱子，上方開口，無(wú)蓋，分為上箱和下箱兩部分。上箱側(cè)壁由三部分組成，它們是上側(cè)壁9、氣室壁24和彈性壁23。上側(cè)壁9是剛性壁，用鋼板、不銹鋼板或鋁合金板做成，它位于上箱側(cè)壁的兩端，它與上箱側(cè)壁中段的分界線為距側(cè)壁兩端為C的兩條縱向虛線。在上側(cè)壁9內(nèi)側(cè)有風(fēng)箱21，風(fēng)箱21與上側(cè)壁9形成的上方開口與高架通道的頂板下表面向配合，風(fēng)箱21底部有一個(gè)進(jìn)氣口26，在真空箱上箱左右上側(cè)壁的端部，對(duì)稱地共設(shè)有四個(gè)這樣的風(fēng)箱，系用剛性材料制成，例如鋼板。氣室壁24和彈性壁23均用彈性材料做成，氣室壁24可用橡膠板，彈性壁23可用金屬波紋板。氣室壁24長(zhǎng)度即上箱側(cè)壁中段的長(zhǎng)度為B，B約為真空箱總長(zhǎng)度的三分之二，氣室壁24位于上箱側(cè)壁中段的上部，其下部是彈性壁23，彈性壁23與氣室壁24長(zhǎng)度相同。氣室壁24的內(nèi)側(cè)有氣室27，氣室27有一通氣孔22與外界相通，若干個(gè)這樣的氣室佈滿氣室壁24的內(nèi)側(cè)。氣室27上方開口與高架通道頂板相配合，氣室27的其余壁面不透氣。氣室27的四壁及底面均用彈性材料做成，例如橡膠。氣室的四面?zhèn)缺诘母叨容^小，而底面的寬度較大，其高寬比為四分之一，因此，在真空箱上箱側(cè)壁中段的氣室壁24受到上下氣壓作用力時(shí)，可以縱向彎曲變形，即上箱側(cè)壁中段可以上凸或下凹，同時(shí)，彈性壁23和推力彈簧28也隨著變化。在水平方向上，外力的作用不會(huì)引起中段明顯的彎曲變形。真空箱8沿水平中心線，左右是完全對(duì)稱的，比如一側(cè)是氣室27，另一側(cè)是相同的氣室29。真空箱上箱四面?zhèn)缺谥?，與高架通道側(cè)板平行亦即與鐵路線平行的兩個(gè)較長(zhǎng)的側(cè)壁的上邊緣是平直線，而另外的兩個(gè)與高架通道側(cè)板垂直的側(cè)壁稱作端壁20的上邊緣是圓弧線，這個(gè)圓弧的半徑與高架通道頂板的圓弧半徑相同，二者相配合。真空箱8上下兩箱中間的水平隔板5的中部是空的，上下通氣，水平隔板5用鋼板做成。下側(cè)壁12是彈性壁，用金屬波紋板做成，真空箱底板7用高強(qiáng)度鋼板做成。壓力彈簧6支撐在水平隔板5和底板7之間，底板7四角處各設(shè)一個(gè)壓力彈簧，作用是始終給真空箱8上箱一個(gè)向上力，使真空箱上周邊與高架通道頂板保持配合。設(shè)在真空箱8內(nèi)的氣壓裝置包括引風(fēng)設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備。
圖3給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的引風(fēng)設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)圖，引風(fēng)設(shè)備是實(shí)施例(一)的氣壓裝置之一。引風(fēng)設(shè)備由引風(fēng)機(jī)33、變速器34、引風(fēng)機(jī)電機(jī)35、高度傳感器36、引風(fēng)控制器248所組成。當(dāng)引風(fēng)機(jī)電機(jī)35通過變速器34帶動(dòng)引風(fēng)機(jī)33啟動(dòng)時(shí)，抽除了真空箱8與頂板4間部分空氣，當(dāng)真空箱底板7上下壓力差足夠大時(shí)，底板7連同車廂15一起上升，真空箱彈性的下側(cè)壁12和壓力彈簧6被壓縮，真空箱底板下的搭板13離開高架通道側(cè)板上的托板214、14也上升。在真空箱8水平隔板與底板7間有一個(gè)高度傳感器36，它給出高度信號(hào)，傳到引風(fēng)控制器248，經(jīng)過與設(shè)定值比較，引風(fēng)控制器248給出控制信號(hào)到車內(nèi)供電設(shè)備215，調(diào)整引風(fēng)機(jī)電機(jī)35的變頻器的輸出頻率，控制引風(fēng)機(jī)33的轉(zhuǎn)速，使真空箱底板7保持在某一指定高度。上箱上側(cè)壁上的氣室27的進(jìn)氣孔22外通大氣，所以氣室27內(nèi)氣壓高于真空箱8內(nèi)氣壓，氣室27底板向下壓推力彈簧28和彈性壁，氣室27上周邊離開高架通道頂板4，恰當(dāng)?shù)剡x擇氣室27底板面積和進(jìn)氣口22的大小，可使氣室27上周邊與整個(gè)氣室壁24上邊緣與頂板4間產(chǎn)生3mm間隙。真空箱8的氣室壁24與高架通道頂板4的下表面相配合，對(duì)面另一側(cè)氣室壁內(nèi)側(cè)為氣室27，真空箱8上箱前后兩個(gè)端壁的上邊緣是圓弧形，它與頂板4的圓弧形相配合，亦即真空箱的四個(gè)上周邊是在圓弧形的曲面上，這個(gè)曲面和頂板4的曲面相同。這兩者圓弧形曲面相配合的好外就在于，它能對(duì)前進(jìn)中的懸浮列車起導(dǎo)向作用，在懸浮列車直線行駛時(shí)，這種圓弧形配合及車廂15的重力作用，使車廂15保持在高架通道的中心線位置上；當(dāng)懸浮列車進(jìn)入彎道或有側(cè)向風(fēng)作用于車廂15時(shí)，這種圓弧形的配合加上車廂15本身的重力作用，使車廂15僅輕微擺起，并當(dāng)外界作用消除時(shí)，車箱15能迅速返回到高架通道的中心線。真空葙8和車廂15的長(zhǎng)度和寬度相同，其長(zhǎng)度為20米，寬度為3米。當(dāng)真空葙的上周邊與頂板4的間隙為3mm時(shí)，為了使真空葙底板7每平方米產(chǎn)生一噸的懸浮力，經(jīng)計(jì)算，風(fēng)量不能少于40000m3/h，風(fēng)壓不能低于10000Pa，為此，每個(gè)真空葙內(nèi)選用兩臺(tái)高壓引風(fēng)機(jī)，型號(hào)為9-19，N014，每臺(tái)電機(jī)功率132kW，每臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量25916m3/h，全壓11771Pa。
圖4給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的鼓風(fēng)設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)圖，鼓風(fēng)設(shè)備是實(shí)施例(一)的氣壓裝置之一。鼓風(fēng)設(shè)備由鼓風(fēng)機(jī)40、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41、軟管42、風(fēng)箱21、距離傳感器44、鼓風(fēng)控制器249所組成，其中，鼓風(fēng)機(jī)40及鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41都固定在真空箱8內(nèi)的底板7上，鼓風(fēng)機(jī)40在鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41的帶動(dòng)下工作，鼓風(fēng)機(jī)40的進(jìn)氣口43從真空箱8內(nèi)吸氣，從鼓風(fēng)機(jī)40的出口輸出高壓空氣，通過軟管42，進(jìn)入到風(fēng)箱21。風(fēng)箱21是一個(gè)長(zhǎng)方形無(wú)蓋的扁平小箱，它在上側(cè)壁9的內(nèi)側(cè)，其上敞口的四個(gè)周邊與圓弧形的高架通道頂板4的下表面相配合，鼓風(fēng)箱21底板上有一進(jìn)氣孔接在鼓風(fēng)機(jī)40的出口上。從鼓風(fēng)機(jī)40引來(lái)的高壓空氣進(jìn)入風(fēng)箱21，由于風(fēng)箱21周邊的圍護(hù)作用，高壓空氣上下作用于頂板4和風(fēng)箱21的底板之間，克服了真空箱8內(nèi)壓力彈簧6和彈性的下側(cè)壁12向上的彈性力，使風(fēng)箱21向下移動(dòng)，在風(fēng)箱21的上周邊與頂板4間產(chǎn)生間隙，這個(gè)間隙大約為3mm，帶動(dòng)真空箱8上側(cè)壁9和端壁20也同時(shí)向下離開高架通道頂板4下表面3mm。軟管42的功能是把高壓空氣從鼓風(fēng)機(jī)40引入到風(fēng)箱21，同時(shí)，當(dāng)真空箱8的底板上升，真空箱下側(cè)壁12壓縮時(shí)，軟管42也壓縮或彎曲，不會(huì)阻礙下側(cè)壁12的壓縮變形，即不會(huì)阻礙底板7上升。上側(cè)壁9的兩端各有一個(gè)風(fēng)箱，對(duì)面?zhèn)缺谏蠈?duì)稱地也有兩個(gè)風(fēng)箱，真空箱內(nèi)共有4個(gè)同樣的風(fēng)箱。風(fēng)箱21寬0.5m，長(zhǎng)1.0m，風(fēng)箱21的上周邊與頂板4間隙為3mm時(shí)，每個(gè)風(fēng)箱配用一臺(tái)高壓鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為9-19，N09，15kW，風(fēng)量6752m3/h，全壓4632Pa。此時(shí)，每個(gè)風(fēng)箱與頂板4間的高壓空氣的上下推力為236kgf。風(fēng)箱21的側(cè)壁外設(shè)置一個(gè)距離傳感器44，其功能是隨時(shí)檢測(cè)風(fēng)箱21上周邊與頂板4間的距離，給出信號(hào)傳到鼓風(fēng)控制器249，經(jīng)過與設(shè)定值比較，鼓風(fēng)控制器249給出控制信號(hào)到車內(nèi)供電設(shè)備215，調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41的變頻器的輸出頻率，控制鼓風(fēng)機(jī)40的轉(zhuǎn)速，使風(fēng)箱21上周邊、上側(cè)壁9、端壁20都與頂板4間保持在3mm的距離上。
圖5給出本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的扁平直線電機(jī)安裝結(jié)構(gòu)圖。設(shè)在懸浮列車真空箱上箱左右側(cè)壁外表面的受電弓，從設(shè)在高架通道左右側(cè)板內(nèi)表面的接觸線上，接受到從地面變電所輸來(lái)的電流，并傳送到車內(nèi)供電設(shè)備箱。在懸浮頭車駕駛操作人員控制下，完成變壓、變頻過程，從車內(nèi)供電設(shè)備箱出來(lái)的三相交流電力線接到真空箱8內(nèi)的扁平直線電機(jī)初級(jí)53，它在用硅鋼片疊制的有槽鐵心上，纏有三相繞組，當(dāng)通以三相交流電時(shí)，在其裸露的磁性面上產(chǎn)生移動(dòng)的電磁場(chǎng)。直線電機(jī)初級(jí)53的磁性面朝上，對(duì)應(yīng)著高架通道頂板4內(nèi)表面上設(shè)置的復(fù)合反應(yīng)板48、49，其中上反應(yīng)板48為鐵板，厚度為20mm，下反應(yīng)板49為銅板或鋁板，厚度為10mm。直線電機(jī)磁性面與其相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)板下表面間距離為12mm。直線電機(jī)初級(jí)53磁性面上移動(dòng)的電磁場(chǎng)作用于反應(yīng)板48、49，并在反應(yīng)板中產(chǎn)生渦流，而直線電機(jī)初級(jí)53磁性面上的移動(dòng)磁場(chǎng)與反應(yīng)板中渦流相作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)懸浮列車前進(jìn)的推力。上反應(yīng)板48與下反應(yīng)板49，二者緊貼在一起構(gòu)成復(fù)合反應(yīng)板。反應(yīng)板48提供磁力線通路，反應(yīng)板49產(chǎn)生的渦流與移動(dòng)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)，反應(yīng)板與扁平直線電機(jī)初級(jí)53間有吸引力，二者距離越小引力越大，需要對(duì)其間距離進(jìn)行控制。其控制過程是當(dāng)真空箱8內(nèi)的引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，真空箱底板7上升，彈性的下側(cè)壁12壓縮，直線電機(jī)初級(jí)53的兩端的兩個(gè)傳感器50、54，檢測(cè)直線電機(jī)初級(jí)53上端面與下反應(yīng)板49間的距離，看看是否偏離設(shè)定值，傳感器把實(shí)測(cè)值與設(shè)定值的差值反饋給支撐直線電機(jī)初級(jí)53的兩個(gè)電控升降的自動(dòng)底座51、251，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。自動(dòng)底座51、251靠基座52、252固定在真空箱底板7上。懸浮列車的制動(dòng)有兩種方式再生制動(dòng)和摩擦制動(dòng)，再生制動(dòng)是一種電制動(dòng)方法，它通過司機(jī)發(fā)出制動(dòng)指令，懸浮頭車的控制器給各車箱的直線電機(jī)53的變頻器發(fā)出控制信號(hào)，降低輸出頻率，甚至給出0頻率，這時(shí)行進(jìn)中的直線電機(jī)53變成了發(fā)電機(jī)，不僅有電能通過受電弓和接觸線向電網(wǎng)回饋，而且直線電機(jī)初級(jí)53和反應(yīng)板48、49間的電磁作用力阻止列車?yán)^續(xù)前進(jìn)，直到懸浮列車停止。這種再生制動(dòng)是基本的制動(dòng)方法。另外一種摩擦制動(dòng)是一種機(jī)械制動(dòng)方法，在緊急情況下，司機(jī)切斷各節(jié)車廂的引風(fēng)機(jī)電機(jī)的電源，各節(jié)車廂的搭板13落在高架通道的托板214、14上，兩者之間的摩擦力使列車減速，直到停止。
圖6給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的扁平直線電機(jī)結(jié)構(gòu)。扁平直線電機(jī)的初級(jí)53的鐵心60是用長(zhǎng)條形硅鋼片沖出槽孔后疊制而成，在其槽孔中設(shè)置有高強(qiáng)度漆包銅線繞制成的三相繞組61，從繞組61中接出的三相電源線接頭為x、y、z，該直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)53的基本參數(shù)如下初級(jí)鐵心長(zhǎng)度2476mm；極距280.8mm；初級(jí)鐵心疊片厚度300mm；初級(jí)鐵心疊片高度124mm；每相每極槽數(shù)3；極數(shù)8；繞組接線方法Y；功率120kW；頻率21Hz(0-50Hz可調(diào))；電壓1100V(三相交流)；電流170A；同步速度42.5km/h；最高速度70km/h。
該扁平直線感應(yīng)電機(jī)可用于城市輕軌和地鐵，時(shí)速為40-70公里。
圖7給出了本發(fā)明實(shí)施例(一)的懸浮車廂與高架通道的配合關(guān)系(1)。真空箱8的上箱側(cè)壁的上周邊與高架通道頂板4的下表面相配和，上箱側(cè)壁由三段組成，兩端的兩段相同，較短，為剛性壁，圖中標(biāo)出了一端的上側(cè)壁9，中間的一段較長(zhǎng)，由氣室壁24和彈性壁23上下連接而成。在剛性的上側(cè)壁9內(nèi)表面有風(fēng)箱21，風(fēng)箱21的上方敞口的周邊與頂板4的下表面相配和。風(fēng)箱21的底板上有一個(gè)進(jìn)氣孔，它通過軟管42接到鼓風(fēng)機(jī)40的出口上。鼓風(fēng)機(jī)40由鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41帶動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)40的高壓空氣進(jìn)入風(fēng)箱21，高氣壓作用使風(fēng)箱21上周邊與頂板4間產(chǎn)生一個(gè)3mm的間隙。氣室壁24內(nèi)表面上有氣室27，氣室27上方敞口周邊與頂板4的下表面配和。氣室壁24上的氣室27有一個(gè)進(jìn)氣孔22與環(huán)境大氣相通，氣室壁24的內(nèi)表面上有若干個(gè)這樣的氣室。當(dāng)引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，真空箱8內(nèi)氣壓低于環(huán)境氣壓，環(huán)境空氣通過進(jìn)氣孔22進(jìn)入氣室27，若氣室27的上周邊與頂板4的間隙很小或沒有時(shí)，氣室27內(nèi)氣壓接近或等于環(huán)境氣壓，高于真空箱8內(nèi)氣壓，氣室27內(nèi)氣體向下壓氣室底板86，此力傳給彈性壁23和推力彈簧28，并使彈性壁23和推力彈簧28被壓縮，同時(shí)氣室27上周邊與頂板4間產(chǎn)生間隙，氣室27內(nèi)氣壓下降。通過恰當(dāng)?shù)剡x擇氣室27底面積和進(jìn)氣口22的大小，可以使氣室27上周邊與頂板4間保持3mm的漏氣間隙，此時(shí)彈性壁23和壓力彈簧28的變形力與氣室底板86上下的氣壓差相等。
圖8給出了本發(fā)明實(shí)施例(一)的懸浮車廂與高架通道的配合關(guān)系(2)。其中，(a)圖表示懸浮車廂相對(duì)于高架通道產(chǎn)生水平偏移的情況，車廂15與高架通道中心線的水平偏移91為δ，當(dāng)懸浮列車低速進(jìn)入彎道時(shí)，在懸浮車廂的中部截面上會(huì)出現(xiàn)這種情況。盡管懸浮列車的高度沒有改變，但懸浮列車的真空葙8與懸浮通道頂板4的配合發(fā)生變化，圖(a)真空箱左邊的氣室27位置上升，彈性壁23和推力彈簧28舒張，而真空箱右邊的氣室29的變化相反，氣室29下降，它下面的推力彈簧和彈性壁被壓縮。這里要說(shuō)明的是，左右氣室隨著與頂板4相對(duì)位置變化而升降的原因是氣室內(nèi)外氣體壓力與彈性壁和推力彈簧共同作用的結(jié)果。氣室底板上下的壓力差與彈性壁和推力彈簧的變形力平衡，如果氣室上周邊與頂板間距離偏離這個(gè)值，則上述壓力差與變形力不平衡，并將進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，直到其間距離恢復(fù)為設(shè)定值3mm時(shí)，上述兩個(gè)力平衡，并保持其間距離不變。此外，由于懸浮車廂相對(duì)于高架通道中心有水平偏移，設(shè)在真空箱左右側(cè)壁外面的受電弓的舒張度有改變，右側(cè)受電弓10舒張，但仍與與接觸線11保持可靠接觸，而左邊受電弓則被壓縮。(b)圖表示懸浮車廂15和真空箱8在懸浮通道里比正常位置偏高，當(dāng)懸浮列車爬坡時(shí)，車廂中段會(huì)出現(xiàn)這種情況。此時(shí)，真空箱8左右受電弓與接觸線的接觸位置下降，例如圖(b)標(biāo)注了右側(cè)的接觸線11處于受電弓10的下邊緣。該圖說(shuō)明，當(dāng)懸浮車廂位置升高，真空箱8的左氣室27與右氣室29的上周邊仍能和懸浮通道頂板4保持正常配合，即保持3mm的間隙不變，其原因仍如前述，是氣室底板上下壓差與彈性壁和推力彈簧變形力保持平衡的結(jié)果。當(dāng)然，懸浮車廂位置升高時(shí)，真空箱上箱左右彈性壁和推力彈簧都有所壓縮，但變形力僅少許增加，真空箱左右氣室上周邊與頂板4的間隙稍微減少，但仍在正常距離內(nèi)。圖(b)中標(biāo)注了左側(cè)的推力彈簧28。
圖9給出了本發(fā)明實(shí)施例(一)的懸浮車廂與高架通道的配合關(guān)系(3)。該圖表示了懸浮列車高速駛?cè)霃澋罆r(shí)，由于離心力的作用，車廂15及真空箱8沿著離心力方向擺起，其懸浮車廂15與真空箱8的中心線與高架通道中心線，即不重合也不平行，而形成一個(gè)夾角α。分析表明，夾角α的大小取決于彎道的曲率半徑和列車行進(jìn)的速度。當(dāng)懸浮列車快速進(jìn)入彎道時(shí)，在離心力作用下，真空箱8上箱左右側(cè)壁上的氣室27和氣室28的上周邊，沿著圓弧形的懸浮通道頂板4的下表面，保持3mm間隙不變，并向離心力方向滑動(dòng)，同時(shí)擺起一個(gè)α角，左右受電弓仍然和接觸線保持可靠接觸，有效地傳輸電力。受電弓的舒張度及接觸線與受電弓間壓力有變化，例如右側(cè)的受電弓10被壓縮，受電弓10與接觸線11間壓力增大，左側(cè)的情況正好相反。另外，真空箱8下的搭板13和懸浮通道側(cè)板上的托板214、14的相對(duì)位置雖然有變化，但仍在安全范圍內(nèi)。行進(jìn)中，搭板13不會(huì)碰到高架通道側(cè)壁和托板，進(jìn)站停車時(shí)，離心力消失，車廂與高架通道中心線重和，搭板13仍能穩(wěn)穩(wěn)地落在托板214、14上。
圖10是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的車內(nèi)供電設(shè)備線路圖，這是一個(gè)3千伏交流供電單元主電路。受電弓19，10從接觸線18、11上獲得AC3000V，50Hz電力，其中接觸線18是交流高壓，接觸線11接地。從接觸線18得到的電流，通過受電弓19，再經(jīng)過真空斷路器106、進(jìn)入主變壓器107，其二次側(cè)108、119輸出接到兩個(gè)用門極可關(guān)斷晶閘管GTO構(gòu)成的整流器109、122，這兩個(gè)整流器并聯(lián)組成四象限可逆整流器，其輸出經(jīng)儲(chǔ)能電容111接到VVVF逆變器110，而VVVF逆變器110的輸出是經(jīng)三相電力線接到用于驅(qū)動(dòng)列車的扁平直線電機(jī)53等兩臺(tái)電機(jī)。主變壓器107的三次測(cè)114輸出接整流器112，經(jīng)過儲(chǔ)能電容115到逆變器113，輸出380V的三相交流電供四臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)使用，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41的單臺(tái)功率為15kW。主變壓器107的四次測(cè)116輸出接整流器120，再經(jīng)過儲(chǔ)能電容117到逆變器118，輸出380V的三相交流電供給兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電機(jī)，引風(fēng)機(jī)電機(jī)35的單臺(tái)功率是132kW。主變壓器107的五次測(cè)121輸出385V，100kVA，用于輔助電路供電。驅(qū)動(dòng)用的扁平直線電機(jī)53的逆變器110的控制電路集中在懸浮頭車的控制器內(nèi)，由列車司機(jī)統(tǒng)一控制。鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41的逆變器113和引風(fēng)機(jī)電機(jī)35的逆變器118的控制分為兩部分，啟?？刂朴闪熊囁緳C(jī)操作，轉(zhuǎn)速控制電路位于各節(jié)車廂內(nèi)，根據(jù)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制。懸浮頭車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器110采用的控制技術(shù)是PWM脈寬調(diào)制法和轉(zhuǎn)差頻率控制法。轉(zhuǎn)差頻率控制法的原理是根據(jù)速度傳感器的檢測(cè)，可以求出轉(zhuǎn)差率Δf，再把它與速度設(shè)定值f*相疊加，以該疊加值作為逆變器的頻率設(shè)定值f1*，就實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，從而有較高的調(diào)速精度。當(dāng)處于再生制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，逆變器110變成整流器，輸出直流高壓經(jīng)儲(chǔ)能電容111加到可逆整流器109、122，再經(jīng)主變壓器107將電能回饋到接觸線電網(wǎng)中。本方案中的主變壓器107和驅(qū)動(dòng)電機(jī)53的主要參數(shù)是主變壓器一次容量664kVA，電壓AC3000V；二次容量240kVA，電壓AC700V；三次容量60kVA，電壓AC385V；
四次容量264kVA，電壓AC385V；五次容量100kVA，電壓AC385V。
驅(qū)動(dòng)用扁平直線電機(jī)單臺(tái)容量120kW；電壓三相AC1100V；工作頻率0～50Hz。
圖11給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)的懸浮頭車的總體圖。懸浮頭車包括頭車66、懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、操控機(jī)構(gòu)和車內(nèi)供電設(shè)備，其中懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和車內(nèi)供電設(shè)備與前述懸浮車廂都是相同的。本圖中，懸浮機(jī)構(gòu)標(biāo)出了鼓風(fēng)機(jī)41、引風(fēng)機(jī)電機(jī)35和引風(fēng)機(jī)33，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)標(biāo)出了扁平直線電機(jī)初級(jí)53。懸浮頭車的操控機(jī)構(gòu)為操作臺(tái)和控制器。頭車66內(nèi)部也有部分乘客坐椅及公用設(shè)施。懸浮頭車與懸浮車廂主要的區(qū)別是1、頭車66的前端外觀為流線型，正面有司機(jī)瞭望窗；2、頭車66內(nèi)有列車的操作臺(tái)，在操作臺(tái)上，有指示列車運(yùn)行參數(shù)的各種儀表，通過操作臺(tái)，司機(jī)向全列車發(fā)出啟動(dòng)、加速、減速、剎車等各種指令；3、頭車66內(nèi)設(shè)置有全列車的控制器，對(duì)全列車各個(gè)車廂的車內(nèi)供電設(shè)備箱內(nèi)的變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行總控制，它按著列車司機(jī)在操作臺(tái)上發(fā)出的指令，進(jìn)行運(yùn)算和處理后，向全列車各車廂發(fā)出控制信號(hào)。
圖12給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的真空葙與引風(fēng)設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例(二)的真空箱208與實(shí)施例(一)的真空箱唯一的區(qū)別是，實(shí)施例(二)的真空箱208中的風(fēng)箱的進(jìn)氣口不在風(fēng)箱底板上，而在風(fēng)箱的側(cè)壁上，進(jìn)氣口外通大氣。如圖(a)、(b)、(c)所示，在真空箱208上箱的風(fēng)箱221的側(cè)壁上，有進(jìn)氣口226與大氣相通。啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)233，真空箱208內(nèi)氣壓下降，底板207帶動(dòng)車廂15上升。若風(fēng)箱221的上周邊與懸浮通道頂板4沒有間隙時(shí)，風(fēng)箱221內(nèi)氣壓等于環(huán)境大氣壓力，高于真空箱內(nèi)氣壓，風(fēng)箱221底板上下的壓差作用于下側(cè)壁212和壓力彈簧206，并使其壓縮。恰當(dāng)?shù)剡x擇風(fēng)箱221底面積和風(fēng)箱進(jìn)氣口226的大小，可使風(fēng)箱221上周邊與頂板4間產(chǎn)生3mm間隙，帶動(dòng)真空箱(208)的上側(cè)壁209及端壁220的上邊緣與頂板(4)間也產(chǎn)生3mm間隙?；谕瑯拥脑?，含有進(jìn)氣孔222的氣室227的上周邊、上側(cè)壁224的上邊緣也與頂板4保持3mm的間隙。在氣壓差作用下，風(fēng)箱221底板下壓下側(cè)壁212和壓力彈簧206，氣室227下壓彈性壁223和推力彈簧。下側(cè)壁212指的是真空箱下箱四周的彈性壁。實(shí)施例(二)的氣壓裝置只包括引風(fēng)設(shè)備，不設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)。
圖13給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的磁盤直線電機(jī)安裝結(jié)構(gòu)圖。真空箱左右側(cè)壁外的受電弓從高架通道側(cè)板上的接觸線獲得電流，在懸浮頭車的控制下，在車內(nèi)供電設(shè)備箱中完成變壓、變頻，向本車廂磁盤直線電機(jī)提供電力。磁盤直線電機(jī)主要部件有設(shè)在高架通道頂板4中部的復(fù)合反應(yīng)板48、49；設(shè)在真空箱底板7上的驅(qū)動(dòng)用異步電機(jī)71；異步電機(jī)71水平輸出軸通過一聯(lián)軸器與變速器73相連；變速器73的輸出軸垂直向上，其向上伸出的輸出軸端部水平固定的磁鐵盤72。磁鐵盤72是由圓形的鐵盤及在鐵盤上表面利用永磁體依照N、S、N、S順序拼成的圓形磁性面所組成。當(dāng)磁鐵盤72被異步電機(jī)71帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鐵盤72的磁性面從下方掃過復(fù)合反應(yīng)板48、49，磁性面的磁場(chǎng)在復(fù)合反應(yīng)板48、49中產(chǎn)生渦流，而磁性面磁場(chǎng)與渦流相作用的結(jié)果產(chǎn)生水平推力驅(qū)動(dòng)懸浮列車前進(jìn)。同時(shí)永磁體與復(fù)合反應(yīng)板中的鐵板產(chǎn)生引力，這個(gè)引力通過真空箱作用到懸浮車廂上，其方向是拉車廂向上，它被車廂重力所平衡。磁鐵盤72在水平面上旋轉(zhuǎn)，其朝上的磁性面與復(fù)合反應(yīng)板48、49的下表面間距為12mm，磁性面與復(fù)合反應(yīng)板間的這個(gè)距離必須得到保證。在磁盤直線電機(jī)前后，各設(shè)一個(gè)距離傳感器74、75，隨時(shí)檢測(cè)復(fù)合反應(yīng)板48、49到真空箱底板7的距離。因?yàn)榇盆F盤72的磁性面到到真空箱底板7的距離是一定的，因此，距離傳感器74、75也就相當(dāng)檢測(cè)了復(fù)合反應(yīng)板到磁性面的距離。距離傳感器74、75給出信號(hào)傳到磁盤控制器271，經(jīng)過與設(shè)定值比較，磁盤控制器271給出控制信號(hào)到車內(nèi)供電設(shè)備215內(nèi)的引風(fēng)機(jī)變頻器，調(diào)整引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使磁鐵盤72與復(fù)合反應(yīng)板間距離保持在設(shè)定值上。磁鐵盤72的直徑為1.2m，復(fù)合反應(yīng)板與磁鐵盤重合寬度300mm。異步感應(yīng)電機(jī)71的容量是300kW，電壓為2000伏，工作頻率0-140Hz。異步感應(yīng)電機(jī)71帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁鐵盤72與反應(yīng)板作用是一種直線感應(yīng)電機(jī)，每臺(tái)懸浮車廂配4臺(tái)這種磁鐵盤型直線電機(jī)，用于城際鐵路，時(shí)速可超過400公里。
圖14給出了本發(fā)明實(shí)施例(二)磁盤直線電機(jī)的的磁鐵盤的構(gòu)造。磁鐵盤72是在一個(gè)圓形鐵盤81的上表面，緊挨鐵盤81的外圓，按照N、S、N、S磁極順序?qū)⑷舾?偶數(shù))個(gè)永磁體依次連著排放，在鐵盤81上表面的外環(huán)形成連續(xù)的永磁體磁場(chǎng)。以其中一個(gè)永磁體80為例，它的一個(gè)極S朝上，另一個(gè)極N與鐵盤81緊緊吸在一起。每個(gè)永磁體都是扇形，所有永磁體拼成一個(gè)磁環(huán)，吸在鐵盤81的上表面。永磁體的厚度為80mm，徑向長(zhǎng)度為300mm，鐵盤81直徑為1.2m，厚度為80mm，鐵盤81的中心有一軸孔，它與異步電機(jī)的輸出軸相配合。在永磁體之間、永磁體與鐵盤81之間均涂以高強(qiáng)粘接劑，以獲得更高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
圖15是本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(二)的車內(nèi)供電設(shè)備的電路圖，這是一個(gè)2萬(wàn)5千伏交流供電單元主電路。受電弓滑板19、10從接觸線18、11上獲得AC25000V、50Hz電流，其中接觸線18是交流高壓，接觸線11接地。從接觸線18來(lái)的電流經(jīng)過受電弓19、真空斷路器132、進(jìn)入主變壓器134，其二次側(cè)135、138輸出接到兩個(gè)用門極可關(guān)斷晶閘管GTO構(gòu)成的整流器136、139，這兩個(gè)整流器并聯(lián)組成四象限可逆整流器，其輸出經(jīng)儲(chǔ)能電容147接到VVVF逆變器137，而VVVF逆變器137的輸出經(jīng)三相電力線接到用于驅(qū)動(dòng)列車的異步感應(yīng)電機(jī)71等4臺(tái)電機(jī)。主變壓器134的三次側(cè)140輸出接整流器141，經(jīng)過儲(chǔ)能電容148到逆變器142，輸出380V的三相交流電，供給4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41單臺(tái)功率15kW。主變壓器的四次側(cè)143接整流器144，再經(jīng)過儲(chǔ)能電容149，到逆變器145，輸出380V的三相交流電供給兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電機(jī)，引風(fēng)機(jī)電機(jī)35的單臺(tái)功率132kW。主變壓器134的五次側(cè)146輸出385V，100kVA，用于輔助電供電。驅(qū)動(dòng)用磁盤直線電機(jī)71的逆變器的控制電路集中在懸浮頭車的控制器內(nèi)，由列車司機(jī)統(tǒng)一控制。鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)41的逆變器142和引風(fēng)機(jī)電機(jī)35的逆變器145的控制分為兩部分，啟?？刂朴闪熊囁緳C(jī)操作，轉(zhuǎn)速控制電路位于各節(jié)車廂內(nèi)，根據(jù)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制。懸浮頭車對(duì)各車廂的驅(qū)動(dòng)電機(jī)71的逆變器137采用的控制技術(shù)是PWM脈寬調(diào)制法和轉(zhuǎn)差頻率法。本方案中的主變壓器134和磁盤直線電機(jī)71的主要參數(shù)是主變壓器一次容量1624kVA，電壓AC25000V；二次容量1200kVA，電壓AC1100V；三次容量60kVA，電壓AC385V；四次容量264KVA，電壓AC385V；五此容量100KVA，電壓AC385V。
磁盤直線電機(jī)容量300kW；電壓2000V；工作頻率0～140Hz。
圖16給出了本發(fā)明一種高速鐵路實(shí)施例(一)或?qū)嵤├?二)的高速鐵路總體圖。其中懸浮列車是一個(gè)由6節(jié)懸浮車廂和首尾兩節(jié)懸浮頭車組成的共8節(jié)的懸浮列車，高架通道的橫梁2、支架1和頂板4，支架1的根部固定在地面的混凝土基礎(chǔ)中。由頭車66等2節(jié)懸浮頭車和車廂150等6節(jié)懸浮車廂組成的一列共8節(jié)的懸浮列車在高架通道下方懸浮行進(jìn)。懸浮列車的連接段67有三個(gè)作用，一是供乘客通行，高和寬的尺度需保證；二是前后車廂間拉動(dòng)，要有足夠的抗拉強(qiáng)度；三是為了保持車廂150前后平衡，防止俯仰，連接段67在列車縱向上要有一定的剛度。懸浮列車上的交流供電單元主電路由受電弓引進(jìn)電力，通常一對(duì)受電弓可供應(yīng)兩個(gè)單元電路，即每?jī)晒?jié)懸浮車廂共用一對(duì)受電弓。為了使運(yùn)行中的懸浮列車對(duì)地面上的人類其它活動(dòng)不產(chǎn)生太大的影響，車廂150底部距離地面高度不能低于6m，相應(yīng)的支架1高度不能低于10m。
權(quán)利要求
1.一種高速鐵路，包括高架通道和懸浮列車，其特征在于所述高架通道是由弧形的頂板(4)、左右側(cè)板(3、17)、左右側(cè)板內(nèi)表面對(duì)稱水平設(shè)置的接觸線(18、11)、托板(214、14)、設(shè)置在頂板(4)下表面的直線電機(jī)復(fù)合反應(yīng)板(48、49)、頂板(4)上方水平架設(shè)的橫梁(2)、支撐橫梁(2)兩端的支架(1、201)所組成；所述懸浮列車是由首尾兩節(jié)懸浮頭車和中間若干節(jié)懸浮車廂所組成，懸浮車廂是由車廂(15)、懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和車內(nèi)供電設(shè)備所組成，懸浮頭車是由頭車(66)、懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、操控機(jī)構(gòu)和車內(nèi)供電設(shè)備所組成，懸浮車廂與懸浮頭車的懸浮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、車內(nèi)供電設(shè)備是相同的；所述懸浮機(jī)構(gòu)是由真空箱和氣壓裝置所組成，真空箱上方開口與高架通道的頂板(4)下表面相配合，真空箱的底板下有搭板(13)，非懸浮時(shí)，搭板(13)落在托板(214、14)上；氣壓裝置設(shè)在真空箱內(nèi)，它由引風(fēng)設(shè)備和鼓風(fēng)設(shè)備組成；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是車廂(15)和頭車(66)上的直線電機(jī)的初級(jí)，它和高架通道頂板(4)下表面的復(fù)合反應(yīng)板(48、49)相作用，后者是直線電機(jī)的次級(jí)；所述車內(nèi)供電設(shè)備包括真空箱左右側(cè)壁的外表面對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)受電弓(19、10)、車廂內(nèi)的主變壓器、整流器、逆變器，每節(jié)車廂有一套車內(nèi)供電設(shè)備；所述操控機(jī)構(gòu)是位于頭車(66)內(nèi)的操作臺(tái)和控制器，控制器內(nèi)有全列車的總控制電路；所述車廂(15)，位于真空箱下方，載乘客用，與真空箱底板間有連桿(216、16)相連；所述頭車(66)，它有一個(gè)流線型的頭部和瞭望窗，位于懸浮列車的兩頭，它通過連桿連接在真空箱底板下方，頭車(66)內(nèi)有司機(jī)和操控機(jī)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的高速鐵路，其特征在于所述高架通道中，架空水平放置的橫梁(2)的左右兩端，被對(duì)稱矗立的支架(1、201)所支承，支架是按一定間隔，在鐵路沿線兩側(cè)均勻設(shè)置的，支架的根部固定在地面上的混凝土基礎(chǔ)中，橫梁(2)和支架可以用鋼材做成；在橫梁(2)下邊固定著高架通道的頂板(4)，頂板(4)的橫斷面是下凹的圓弧形，其圓心在頂板(4)的正上方；作為驅(qū)動(dòng)列車直線電機(jī)的次級(jí)的復(fù)合反應(yīng)板(48、49)構(gòu)成頂板(4)的一部分，位于頂板(4)下表面的中部，其中上反應(yīng)板(48)為鐵板，厚度20mm，下反應(yīng)板(49)為銅板或鋁板，厚度10mm；頂板(4)的兩側(cè)邊固定在橫梁(2)和支架(1、201)的結(jié)合部，同時(shí)，從這個(gè)結(jié)合部，緊貼著支架(1、201)向下對(duì)稱設(shè)置高架通道的左右側(cè)板(3、17)，左右側(cè)板(3、17)固定在橫梁(2)和左右支架(1、201)上，頂板(4)和左右側(cè)板(3、17)用厚度不低于2cm的高強(qiáng)度合金鋼板做成；在左右側(cè)板(3、17)內(nèi)側(cè)表面的中上部，分別通過絕緣板固定著接觸線(18、11)，接觸線材質(zhì)是鑄銅(Cu)或銅錫合金(CuSn)，截面積170mm2，絕緣板的寬度也就是左右接觸線到左右側(cè)板(3、17)的距離不小于0.4米；在側(cè)板(3、17)內(nèi)表面的最下端，對(duì)稱地設(shè)置有水平的托板(214、14)，托板用高強(qiáng)度鋼材制成。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述真空箱(8)總體上是一個(gè)扁平、長(zhǎng)方形的箱子，上方開口，無(wú)蓋，分為上箱和下箱兩部分；上箱側(cè)壁由三部分組成，它們是上側(cè)壁(9)、氣室壁(24)和彈性壁(23)；上側(cè)壁(9)是剛性壁，用鋼板、不銹鋼板或鋁合金板做成，它位于上箱側(cè)壁的兩端，它與上箱側(cè)壁中段的分界線為距側(cè)壁兩端為C的兩條縱向虛線；在上側(cè)壁(9)內(nèi)側(cè)有風(fēng)箱(21)，風(fēng)箱(21)與上側(cè)壁(9)形成的上方開口與高架通道的頂板(4)下表面向配合，風(fēng)箱(21)底部有一個(gè)進(jìn)氣口(26)，在真空箱上箱左右上側(cè)壁的端部，對(duì)稱地共設(shè)有四個(gè)這樣的風(fēng)箱，系用鋼板、不銹鋼板或鋁合金板做成；氣室壁(24)和彈性壁(23)均用彈性材料做成，氣室壁(24)用橡膠板，彈性壁(23)用金屬波紋板；氣室壁(24)長(zhǎng)度即上箱側(cè)壁中段的長(zhǎng)度為B，B約為真空箱總長(zhǎng)度的三分之二，氣室壁(24)位于上箱側(cè)壁中段的上部，其下部是彈性壁(23)，彈性壁(23)與氣室壁(24)長(zhǎng)度相同；氣室壁(24)的內(nèi)側(cè)有氣室(27)，氣室(27)有一通氣孔(22)與外界相通，若干個(gè)同樣的氣室佈滿氣室壁(24)的內(nèi)側(cè)，氣室上方開口與高架通道頂板相配合，氣室的其余壁面不透氣；氣室的四壁及底面均用彈性的橡膠材料做成；氣室的四面?zhèn)缺诘母叨容^小，而底面的寬度較大，其高寬比為四分之一；真空箱(8)沿水平中心線，左右是完全對(duì)稱的，一側(cè)是氣室(27)，另一側(cè)是相同的氣室(29)；真空箱上箱四面?zhèn)缺谥?，與高架通道側(cè)板平行的兩個(gè)較長(zhǎng)的側(cè)壁的上邊緣是平直線，而另外的兩個(gè)與高架通道側(cè)板垂直的側(cè)壁稱作端壁(20)的上邊緣是圓弧線，這個(gè)圓弧的半徑與高架通道頂板(4)的圓弧半徑相同，二者相配合；真空箱(8)上下兩箱中間的水平隔板(5)的中部是空的，上下通氣，水平隔板(5)用鋼板做成；下側(cè)壁(12)是彈性壁，用金屬波紋板做成，真空箱底板(7)用高強(qiáng)度鋼板做成；壓力彈簧(6)支撐在水平隔板(5)和底板(7)之間，底板(7)四角處各設(shè)一個(gè)壓力彈簧。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述引風(fēng)設(shè)備由引風(fēng)機(jī)(33)、變速器(34)、引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)、高度傳感器(36)、引風(fēng)控制器(248)所組成；引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)通過變速器(34)帶動(dòng)引風(fēng)機(jī)(33)，抽除真空箱(8)與頂板(4)間部分空氣，當(dāng)真空箱底板(7)上下壓力差足夠大時(shí)，底板(7)連同車廂(15)一起上升，真空箱彈性的下側(cè)壁(12)和壓力彈簧(6)被壓縮，真空箱底板(7)下的搭板(13)離開高架通道側(cè)板上的托板(214、14)也上升；在真空箱(8)水平隔板與底板(7)間有一個(gè)高度傳感器(36)，它給出高度信號(hào)，傳到引風(fēng)控制器(248)，經(jīng)過與設(shè)定值比較，引風(fēng)控制器(248)給出控制信號(hào)到車內(nèi)供電設(shè)備(215)，調(diào)整引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)的變頻器的輸出頻率，控制引風(fēng)機(jī)(33)的轉(zhuǎn)速，使真空箱底板(7)保持在某一指定高度；上箱上側(cè)壁上的氣室(27)的進(jìn)氣孔(22)外通大氣，氣室(27)底板下是推力彈簧(28)和彈性壁，恰當(dāng)?shù)剡x擇氣室(27)底板面積和進(jìn)氣口(22)的大小，可使氣室(27)上周邊和整個(gè)氣室壁(24)上邊緣與頂板(4)間產(chǎn)生3mm間隙；真空葙(8)長(zhǎng)度為20米，寬度為3米，真空葙的上周邊與頂板(4)的間隙為3mm，每個(gè)真空葙內(nèi)選用兩臺(tái)高壓引風(fēng)機(jī)，型號(hào)為9-19，N014，每臺(tái)電機(jī)功率132kW，每臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量25916m3/h，全壓11771Pa，真空葙底板(7)每平方米有一噸的懸浮力。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述鼓風(fēng)設(shè)備由鼓風(fēng)機(jī)(40)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)、軟管(42)、風(fēng)箱(21)、距離傳感器(44)、鼓風(fēng)控制器(249)所組成，鼓風(fēng)機(jī)(40)及鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)都固定在真空箱(8)內(nèi)的底板(7)上；鼓風(fēng)機(jī)(40)在鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)的帶動(dòng)下工作，鼓風(fēng)機(jī)(40)的進(jìn)氣口(43)從真空箱(8)內(nèi)吸氣，鼓風(fēng)機(jī)(40)的出口輸出高壓空氣，通過軟管(42)進(jìn)入到風(fēng)箱(21)；風(fēng)箱(21)是一個(gè)長(zhǎng)方形無(wú)蓋的扁平小箱，它在側(cè)壁(9)的內(nèi)側(cè)，其上開口的四個(gè)周邊與圓弧形的高架通道頂板(4)的下表面相配合，風(fēng)箱(21)底板上有一進(jìn)氣孔接在鼓風(fēng)機(jī)(40)的出口上；從鼓風(fēng)機(jī)(40)引來(lái)的高壓空氣進(jìn)入風(fēng)箱(21)，在風(fēng)箱(21)的上周邊與頂板(4)間產(chǎn)生間隙，這個(gè)間隙為3mm，帶動(dòng)真空箱(8)上側(cè)壁(9)及端壁(20)也同時(shí)離開高架通道頂板(4)下表面3mm；上側(cè)壁(9)的兩端各有一個(gè)風(fēng)箱，對(duì)面?zhèn)缺谏弦灿袃蓚€(gè)風(fēng)箱，真空箱內(nèi)共有四個(gè)同樣的風(fēng)箱；風(fēng)箱(21)寬0.5m，長(zhǎng)1.0m，風(fēng)箱(21)的上周邊與頂板(4)間隙3mm，每個(gè)風(fēng)箱配用一個(gè)高壓鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為9-19，N09，15kW，風(fēng)量6752m3/h，全壓4632Pa，此時(shí)，每個(gè)風(fēng)箱與頂板(4)間的高壓空氣的推力為236kgf；風(fēng)箱(21)的一側(cè)設(shè)置一個(gè)距離傳感器(44)，檢測(cè)風(fēng)箱(21)上周邊與頂板(4)間的距離，給出信號(hào)傳到鼓風(fēng)控制器(249)，經(jīng)過與設(shè)定值比較，鼓風(fēng)控制器(249)給出控制信號(hào)到車內(nèi)供電設(shè)備(215)，調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)的變頻器的輸出頻率，控制鼓風(fēng)機(jī)(40)的轉(zhuǎn)速，使風(fēng)箱(21)上周邊、上側(cè)壁(9)、端壁(20)都與頂板(4)間保持在3mm的距離上。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述真空箱(208)的風(fēng)箱(221)的側(cè)壁上，有進(jìn)氣口(226)與大氣相通；恰當(dāng)?shù)剡x擇風(fēng)箱進(jìn)氣口(226)和風(fēng)箱(221)底板的大小，并啟動(dòng)真空箱(208)內(nèi)的氣壓裝置，可使風(fēng)箱(221)上周邊與頂板(4)間產(chǎn)生3mm間隙，帶動(dòng)真空箱(208)的上側(cè)壁(209)及端壁(220)的上邊緣與頂板(4)間也產(chǎn)生3mm間隙；基于同樣的原理，在氣壓差作用下，含有進(jìn)氣孔(222)的氣室(227)下壓彈性壁(223)和推力彈簧，氣室(227)的上周邊、上側(cè)壁(224)的上邊緣也與頂板(4)保持3mm的間隙；真空箱(208)內(nèi)的氣壓裝置為引風(fēng)設(shè)備，包括引風(fēng)機(jī)(233)及引風(fēng)機(jī)電機(jī)，真空葙(208)長(zhǎng)度為20米，寬度為3米，真空葙的上周邊與頂板(4)的間隙為3mm，每個(gè)真空葙內(nèi)選用兩臺(tái)高壓引風(fēng)機(jī)，型號(hào)為9-19，N014，每臺(tái)電機(jī)功率132kW，每臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量25916m3/h，全壓11771Pa，真空葙底板(207)每平方米有一噸的懸浮力。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是扁平直線電機(jī)的初級(jí)(53)，扁平直線電機(jī)的初級(jí)(53)的鐵心(60)是用長(zhǎng)條形硅鋼片沖出槽孔后疊制而成，在其槽孔中設(shè)置有高強(qiáng)度漆包銅線繞制成的三相繞組(61)，從繞組(61)中接出的三相電源線接頭為x、y、z，該直線電機(jī)初級(jí)(53)的基本參數(shù)如下初級(jí)鐵心長(zhǎng)度2476mm極距280.8mm初級(jí)鐵心疊片厚度300mm初級(jí)鐵心疊片高度124mm每相每極槽數(shù)3極數(shù)8繞組接線方法Y功率120kW頻率21HZ(0-50HZ可調(diào))電壓1100V(三相交流)電流170A同步速度42.5km/h最高速度70km/h扁平直線電機(jī)的次級(jí)即在頂板(4)下表面中部設(shè)置的復(fù)合反應(yīng)板(48、49)，直線感應(yīng)電機(jī)初級(jí)(53)的磁性面朝上，正對(duì)著復(fù)合反應(yīng)板(48、49)，其間距離為12mm，直線電機(jī)初級(jí)(53)磁性面上移動(dòng)的電磁場(chǎng)作用于反應(yīng)板(48、49)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)懸浮列車前進(jìn)的推力。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是磁盤直線電機(jī)的初級(jí)，磁盤直線電機(jī)的初級(jí)包括驅(qū)動(dòng)用異步電機(jī)(71)、變速器(73)、磁鐵盤(72)、距離傳感器(74、75)、磁盤控制器(271)，次級(jí)為設(shè)在高架通道頂板(4)下表面中部的復(fù)合反應(yīng)板(48、49)；設(shè)在真空箱底板(7)上的驅(qū)動(dòng)用異步電機(jī)(71)水平輸出軸通過一聯(lián)軸器與變速器(73)相連，變速器(73)的輸出軸垂直向上，其向上伸出的輸出軸端部水平固定磁鐵盤(72)；磁鐵盤(72)的構(gòu)造是在一個(gè)圓形鐵盤(81)的上表面，緊挨鐵盤(81)的外圓，按照N、S、N、S磁極順序?qū)⑷舾?偶數(shù))個(gè)永磁體依次連著排放，在鐵盤(81)上表面的外環(huán)形成連續(xù)的永磁體磁場(chǎng)，以其中一個(gè)永磁體(80)為例，它的一個(gè)極S朝上，另一個(gè)極N與鐵盤(81)緊緊吸在一起，每個(gè)永磁體都是扇形，所有永磁體拼成一個(gè)磁環(huán)，吸在鐵盤(81)的上表面，永磁體的厚度為80mm，徑向長(zhǎng)度為300mm，鐵盤(81)直徑為1.2m，厚度為80mm，鐵盤(81)的中心有一軸孔，它與異步電機(jī)的輸出軸相配合，在永磁體之間、永磁體與鐵盤(81)之間均涂以高強(qiáng)粘接劑；磁鐵盤(72)朝上的磁性面與復(fù)合反應(yīng)板(48、49)的下表面間距為12mm；在磁盤直線電機(jī)前后，各設(shè)一個(gè)距離傳感器(74、75)，檢測(cè)復(fù)合反應(yīng)板(48、49)到真空箱底板7的距離，給出信號(hào)傳到磁盤控制器(271)，經(jīng)過與設(shè)定值比較，磁盤控制器(271)給出控制信號(hào)到車內(nèi)供電設(shè)備(215)內(nèi)的引風(fēng)機(jī)變頻器，調(diào)整引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使磁鐵盤(72)與復(fù)合反應(yīng)板間距離保持在設(shè)定值上；磁鐵盤(72)的直徑為1.2m，復(fù)合反應(yīng)板與磁鐵盤重合寬度300mm，異步電機(jī)(71)的容量是300kW，電壓為2000伏，工作頻率0-140HZ。
9.按照權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述車內(nèi)供電設(shè)備的電路是3千伏交流供電單元主電路，受電弓(19，10)從接觸線(18、11)上獲得AC3000V，50HZ電力，其中接觸線(18)是交流高壓，接觸線(11)接地；從接觸線(18)得到的電流，通過受電弓(19)，再經(jīng)過真空斷路器(106)、進(jìn)入主變壓器(107)，其二次側(cè)(108、119)輸出接到兩個(gè)用門極可關(guān)斷晶閘管GTO構(gòu)成的整流器(109、122)，這兩個(gè)整流器并聯(lián)組成四象限可逆整流器，其輸出經(jīng)儲(chǔ)能電容(111)接到VVVF逆變器(110)，而VVVF逆變器(110)的輸出是經(jīng)三相電力線接到用于驅(qū)動(dòng)列車的扁平直線電機(jī)(53)的兩臺(tái)電機(jī)；主變壓器(107)的三次測(cè)(114)輸出接整流器(112)，經(jīng)過儲(chǔ)能電容(115)到逆變器(113)，輸出380V的三相交流電供四臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)使用，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)的單臺(tái)功率為15kW；主變壓器(107)的四次測(cè)(116)輸出接整流器(120)，再經(jīng)過儲(chǔ)能電容(117)到逆變器(118)，輸出380V的三相交流電供給兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電機(jī)，引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)的單臺(tái)功率是132kW；主變壓器(107)的五次測(cè)(121)輸出385V，100kVA，用于輔助電路供電；驅(qū)動(dòng)用的扁平直線電機(jī)(53)的逆變器(110)的控制電路集中在懸浮頭車的控制器內(nèi)，由列車司機(jī)統(tǒng)一控制；鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)的逆變器(113)和引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)的逆變器(118)的控制分為兩部分，啟停控制由列車司機(jī)操作，轉(zhuǎn)速控制電路位于各節(jié)車廂內(nèi)，根據(jù)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制；當(dāng)處于再生制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，逆變器(110)變成整流器，輸出直流高壓經(jīng)儲(chǔ)能電容(111)加到可逆整流器(109、122)，再經(jīng)主變壓器(107)將電能回饋到接觸線電網(wǎng)中；本電路中的主變壓器(107)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(53)的主要參數(shù)是主變壓器一次容量664kVA電壓AC3000V二次容量240kVA電壓AC700V三次容量60kVA 電壓AC385V四次容量264kVA電壓AC385V五次容量100kVA電壓AC385V驅(qū)動(dòng)用扁平直線電機(jī)單臺(tái)容量120kW電壓三相AC1100V工作頻率0～50HZ。
10.按照權(quán)利和要求1所述的一種高速鐵路，其特征在于所述車內(nèi)供電設(shè)備的電路是2萬(wàn)5千伏交流供電單元主電路，受電弓(19，10)從接觸線(18、11)上獲得AC25000V、50HZ電流，其中接觸線(18)是交流高壓，接觸線(11)接地；從接觸線(18)來(lái)的電流經(jīng)過受電弓(19)、真空斷路器(132)、進(jìn)入主變壓器(134)，其二次側(cè)(135、138)輸出接到兩個(gè)用門極可關(guān)斷晶閘管GTO構(gòu)成的整流器(136、139)，這兩個(gè)整流器并聯(lián)組成四象限可逆整流器，其輸出經(jīng)儲(chǔ)能電容(147)接到VVVF逆變器(137)，而VVVF逆變器(137)的輸出是經(jīng)三相電力線接到用于驅(qū)動(dòng)列車的異步感應(yīng)電機(jī)(71)等4臺(tái)電機(jī)；主變壓器(134)的三次側(cè)(140)輸接整流器(141)，經(jīng)過儲(chǔ)能電容(148)到逆變器(142)，輸出380V的三相交流電，供給6臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)單臺(tái)功率15kW；主變壓器的四次側(cè)(143)接整流器(144)，再經(jīng)過儲(chǔ)能電容(149)，到逆變器(145)，輸出380V的三相交流電供給兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電機(jī)，引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)的單臺(tái)功率132kW；主變壓器(134)的五次側(cè)(146)輸出385V，100kVA，用于輔助電供電；驅(qū)動(dòng)用磁盤直線電機(jī)(71)的逆變器的控制電路集中在懸浮頭車的控制器內(nèi)，由列車司機(jī)統(tǒng)一控制；鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)(41)的逆變器(142)和引風(fēng)機(jī)電機(jī)(35)的逆變器(145)的控制分為兩部分，啟?？刂朴闪熊囁緳C(jī)操作，轉(zhuǎn)速控制電路位于各節(jié)車廂內(nèi)，根據(jù)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制；本電路中的主變壓器(134)和磁盤直線電機(jī)(71)的主要參數(shù)是主變壓器一次容量1624kVA 電壓AC25000V二次容量1200kVA 電壓AC1100V三次容量60kVA電壓AC385V四次容量264KVA 電壓AC385V五此容量100KVA 電壓AC385V磁盤直線電機(jī)容量300kW電壓2000V工作頻率0～140Hz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速鐵路，它包括高架通道和懸浮列車。高架通道由頂板、側(cè)板、接觸線、反應(yīng)板等組成。懸浮列車由車廂、真空箱、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和直線電機(jī)組成。真空箱固定在車廂上方，它上方敞口，與高架通道的頂板相配合，引風(fēng)機(jī)抽除真空箱與頂板間的空氣，真空箱底板帶動(dòng)下面的車廂上升，實(shí)現(xiàn)車廂底下懸浮；鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高壓空氣，高氣壓使鼓風(fēng)管出口與頂板間產(chǎn)生空氣隙，帶動(dòng)真空箱上口與頂板間產(chǎn)生同樣間隙，實(shí)現(xiàn)車廂上方懸浮。車廂上的直線電機(jī)初級(jí)與高架通道上的反應(yīng)板相作用，驅(qū)動(dòng)懸浮列車前進(jìn)，時(shí)速可達(dá)400公里以上。真空箱左右設(shè)置受電弓，與高架通道左右側(cè)板上設(shè)置的接觸線相作用，提供懸浮列車全部電力。
文檔編號(hào)B60L13/10GK1743202SQ20051009180
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者尚德敏 申請(qǐng)人:尚德敏