磁浮车悬浮磁铁箱体梁制造技术

本发明专利技术公开的磁浮车悬浮磁铁箱梁。包括一个具有安装托臂的开孔和用于固定磁铁铰接并承担主承力梁的磁铁箱梁体和悬浮电磁铁。所述磁铁箱梁体的背梁上面布置有至少二个端部磁极、四个高于主磁极铁芯的高铁芯磁极和六个主磁极和一个安装在悬浮电磁铁两端与所述高铁芯磁极铁芯之间的悬浮间隙测量单元。这样的组合排列能够达到相吸与相斥平衡的临界点。它通过调节悬浮电磁铁中励磁线圈的电流来控制悬浮力的大小，将相应荷载均匀地分配到剩余的悬浮电磁铁上，使悬浮电磁铁功能面与轨道相应功能面保持一定的间隙。磁铁箱梁体采用Ｕ型机构减轻了安装机构的重量。其中把线圈绕组高度的增大和线圈绝缘厚度减小，改善了线圈／铁芯间的传热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无接触的悬浮和导向，且不需要主动控制磁浮车的磁浮车悬浮磁铁箱体梁。
技术介绍
几千年来人类陆上交通工具从马车进化到汽车、火车、磁浮车四个阶段，其中磁浮车是唯一没有轮子的车，而靠磁力线悬浮车子、离开轨道梁1CM～10CM处飞驶。由于它不和铁轨接触、也就消除了摩擦与振动，因此是行驶速度最快(时速大于500千米)、最平稳、最安全、又最舒适的超级低空飞行列车。20世纪80年代我国西南交通大学与国防科技大学开始研究磁浮车，经过20多年的努力，造出了试验性常导与超导磁浮车，直到去年才由上海合资建造出了世界上第一条试运营的磁悬浮列车。磁悬浮列车包含有两项基本技术，一项是用于牵引的直线电动机，另一项是使列车悬浮起来的电磁系统。磁悬浮列车按悬浮方式又分为常导型及超导型两种。常导型技术比较简单，以德国的TR型磁悬浮列车为代表；超导型技术相当复杂，并需屏蔽发散的强磁场。这种车以日本山梨线的MLX型车为代表。据悉，德国磁浮列车和轨道上都有线圈，通电后同性相斥实现悬浮。日本磁浮技术方案采用与磁性相斥的超导材料，再用通电后的线圈产生吸力实现悬浮。磁浮车实现悬浮的问题在于要使组合排列的悬浮磁铁达到相吸与相斥平衡的临界点，又不需要任何能源，不管是开着还是停着，列车就一直呈现悬浮状态。一般的电车是利用车轮将马达的旋转能变成推进力，而线形马达则是将普通的马达摊开排成一直线，以直接将电能转变成推进力。磁浮车的线形马达是将相当于马达外壳的部分固定在地上，而将马达的回转磁铁以装在车体上的电磁铁来代替。再与列车两侧面相对的壁上，装有相当于一般马达磁场的线圈，只要通上电流，就会变成电磁铁。所以它与普通的轮轨列车不同，磁浮列车是通过安装在悬浮磁铁箱梁上的磁极产生磁场，运用固定在磁铁装置上的磁极与轨道上的悬浮锭子通电后产生提供支承车辆浮起的垂向悬浮力，再把整个车辆荷载传递到轨道上。车辆的荷载是通过悬浮磁铁机构中的“托架”及“连接拉杆”机械连接机构传递到各个悬浮托臂中的两个相邻的部分悬浮电磁铁上，由悬浮电磁铁来承担车辆的重量。正常情况下由各个电磁铁分担车辆重量。当一个悬浮控制电路发生故障时，其控制的部分悬浮电磁铁不能产生悬浮力，这部分悬浮电磁铁所承担的荷载由相邻的悬浮电磁铁承担，这时失效的部分悬浮电磁铁所在位置的空气弹簧要排气。当对应的空气弹簧部分排气或完全排气后，相应荷载可以几乎均匀地分配到剩余的悬浮电磁铁上。悬浮电磁铁除产生悬浮力和牵引电机励磁磁场外，还要通过直线发电机为车辆提供电能。公知悬浮电磁铁磁极散热面积小，悬浮电磁铁传热性能差。悬浮电磁铁线圈中通入电流后会引起电磁铁励磁线圈温度的升高，由于线圈温度过高后会对线圈的功能造成损伤。
技术实现思路
本专利技术是对现有技术的进一步发展和改进，以满足列车在高速行驶过程中的强度和刚度要求，以及电性能要求，其目的是提供一种组合排列能够达到相吸与相斥平衡的临界点，且能减轻其重量的悬浮电磁铁安装机构。本专利技术的另一目的是改善电磁铁磁极传热性和散热。为了达到上述目的。本专利技术提供的一种沿列车长度方向布置在轨道下方，且布置在每一节车厢包括端车下部四个悬浮架两侧各八个悬浮框，相邻于两个悬浮框之间的电磁铁安装机构，它包括一个具有安装托臂的开孔和用于固定磁铁铰接，并承担主承力梁的磁铁箱梁体和悬浮电磁铁，其特征在于，所述磁铁箱梁体的背梁上面布置有至少二个端部磁极、四个高于主磁极铁芯的高铁芯磁极和六个主磁极；和一个用来测量气隙、垂向加速度和列车运行速度并安装在悬浮电磁铁两端与所述高铁芯磁极铁芯之间的悬浮间隙测量单元；一个用于导磁，安装在磁轭安装托架的磁轭弹簧片与磁极之间的磁极磁轭；以及固定悬浮电磁铁并连接所述悬浮电磁铁与托臂的连接拉杆和位于两个悬浮框之间承担悬浮电磁铁安装结构重量的主承力梁“磁铁箱梁体”。由于所有其它部件都固定在磁铁箱梁体上，它必须维持整个装置的强度和刚度。本专利技术相比于现有技术具如下有有益效果。本专利技术的荷载是通过悬浮磁铁安装机构中的“托架”及“连接拉杆”机械连接机构传递到各个悬浮托臂中的两个相邻的部分悬浮电磁铁上，由悬浮电磁铁来承担车辆的重量。正常情况下由各个电磁铁分担车辆重量。当一个悬浮控制电路发生故障时，其控制的部分悬浮电磁铁不能产生悬浮力，这部分悬浮电磁铁所承担的荷载由相邻的悬浮电磁铁承担，这时失效的部分悬浮电磁铁所在位置的空气弹簧要排气。当对应的空气弹簧部分排气或完全排气后，相应荷载可以几乎均匀地分配到剩余的悬浮电磁铁上。它通过调节悬浮电磁铁中励磁线圈的电流来控制悬浮力的大小，使悬浮电磁铁功能面与轨道相应功能面保持一定的间隙。磁铁箱梁体的背梁上面布置的至少二个端部磁极、四个高于主磁极铁芯的高铁芯磁极和六个主磁极；和一个用来测量气隙、垂向加速度和列车运行速度，安装在悬浮电磁铁两端与所述高铁芯磁极铁芯之间的悬浮间隙测量单元，这样的组合排列能够达到相吸与相斥平衡的临界点。磁铁箱梁体采用U型机构减轻了安装机构的重量。由于悬浮电磁铁的跟随特性造成了悬浮间隙的动态变化，为了保证在电磁铁悬浮间隙动态变化的情况下悬浮力大小的稳定并与承受荷载平衡，悬浮电磁铁的励磁电流必须跟随悬浮间隙的变化，所以要在悬浮电流平均值上附加有一个交变电流分量。悬浮电磁铁跟随特性引起的最大间隙动态偏差在列车荷载情况A时为4.5mm，荷载情况B和C时为5.5mm。另外悬浮间隙的动态变化特性还会造成相对于最大静态荷载10％的动荷载。满足了列车在高速行驶过程中的强度和刚度要求，以及电性能要求。悬浮电磁铁线圈中通入电流后会引起电磁铁励磁线圈温度的升高，由于线圈温度过高后会对线圈的功能造成损伤，所以必须有较好的措施来防止悬浮电磁铁线圈温度过高。悬浮电磁铁最高温度出现在位于磁极之间缝隙区域的最外层磁极线圈上。因此，悬浮电磁铁的设计上，针对电磁铁线圈温升采取了如下几个方面的详细设计。1)通过把线圈绕组高度从71mm增加到83mm，扩大了磁极散热表面的面积；通过把线圈绝缘厚度从2.3mm减少到1.2mm，改善了线圈/铁芯间的传热性能；2)磁铁箱梁体的紧固件在电磁铁磁极和背梁之间有更好的传热性能；3)更长的磁铁箱梁体，从2923mm增加到3045.5mm。通过以上设计，能使整个悬浮电磁铁具有传热的性能，以满足其功能要求。附图说明下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施范围之中。所有这些构思应视为本专利技术所公开的内容和保护范围。图1是本专利技术布置在轨道下方的截面结构示意2是本专利技术布置在车厢下部悬浮架悬浮框之间的截面结构示意图。图3是本专利技术的构造示意图。图4是本专利技术的典型截面结构示意图。图5是本专利技术的磁铁箱梁体构造示意图及截面结构示意图。图6是图5的侧视图。图7是本专利技术磁轭安装托架和磁轭的示意图。图8是图7的截面示意图。图9是本专利技术连接整个悬浮电磁铁与托臂的连接拉杆结构示意图。附图中，1悬电浮磁铁、2悬浮框、3轨道、4轨道上的悬浮锭子、5磁铁箱梁体、6悬浮电磁铁磁极、7悬浮间隙测量单元、8裙板连接支座、9托架、10连接拉杆、11接线槽装配件、12磁轭安装托架、13磁轭、14磁轭片弹簧、15托臂。具体实施例方式图1～图4描述了沿着整列车长度方向布置，主要由悬浮电磁铁磁极6、悬浮间隙测量单元7、磁极磁轭13、磁铁箱梁体5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沿列车长度方向布置在轨道下方，且布置在每一节车厢包括端车下部四个悬浮架两侧各八个悬浮框，相邻于两个悬浮框之间的电磁铁安装机构，它包括一个具有安装托臂的开孔和用于固定磁铁铰接，并承担主承力梁的磁铁箱梁体和悬浮电磁铁，其特征在于，所述磁铁箱梁体的背梁上面布置有至少二个端部磁极、四个高于主磁极铁芯的高铁芯磁极和六个主磁极；和一个用来测量气隙、垂向加速度和列车运行速度并安装在悬浮电磁铁两端与所述高铁芯磁极铁芯之间的悬浮间隙测量单元；一个用于导磁，安装在磁轭安装托架的磁轭弹簧片与磁极之间的磁极磁轭；以及固定悬浮电磁铁并连接所述悬浮电磁铁与托臂的连接拉杆和位于两个悬浮框之间承担悬浮电磁铁安装结构重量的主承力梁“磁铁箱梁体”。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申韩，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]