一种真空轨道磁悬浮列车系统技术方案

一种真空轨道磁悬浮列车系统，包括有真空隧道、磁悬浮轨道、磁悬浮列车、站点列车运行系统和行车列车运行系统以及总控列车运行系统，真空隧道上设有开关门，磁悬浮列车包括有车头和车厢，车头/车厢中设有车内控制系统和空气循环系统，并在下侧设有若干组悬浮架；磁悬浮轨道与每组悬浮架构成内向抱合结构；车头/车厢与磁悬浮轨道之间设有悬浮机构、驱动机构和制动机构以及导向机构；本发明专利技术实现了磁悬浮列车在真空或低真空环境下的变道行驶，在轨道系统停电时进行非机械式紧急制动，列车高速运行时进行非接触式供电，解决了磁悬浮列车在经过各个站点时无需停车进行旅客上下车的问题，提高了列车运行效率和旅客出行的舒适度，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种真空轨道磁悬浮列车系统
本专利技术涉及磁悬浮列车
，尤其是一种真空轨道磁悬浮列车系统。
技术介绍
沿铁路运行的列车已经有两百多年的发展历史，随着科技的进步，列车的运行速度越来越快。目前，高铁技术极大地提升了列车运行的速度，但是列车的运行速度达到一定区间后，空气和轨道对列车的阻力成为阻碍列车速度继续上升的最大障碍。为了解决上述问题，磁悬浮列车系统应运而生。但是，现有的磁悬浮列车系统，均采用露天行驶的方式，没有从根本上解决空气对列车行驶所带来的阻力的问题。另外，现有的磁悬浮列车轨道结构的设计极大地制约了磁悬浮列车的运行方式，即只能进行单轨道行驶，列车不能进行变道。现有的磁悬浮列车在高速运行时，不能由轨道系统进行无触点供电，也不能在轨道系统停电的情况下进行非机械式紧急制动。与此同时，现有的磁悬浮列车还采用传统的运输方式，即在到达各个站点时停车等待旅客上下车，这极大地加长了列车的运行时间，降低了列车的运行效率，旅客出行的舒适度也受到严重的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决当前磁悬浮列车不能进行变道，行驶中所受的空气阻力大，轨道系统停电时不能进行非机械式紧急制动，以及列车到达站点需要停车等待旅客上下车而导致运行效率降低的问题，为此提供一种高速运行的真空轨道磁悬浮列车系统。本专利技术的具体方案是：一种真空轨道磁悬浮列车系统，包括有真空隧道、磁悬浮轨道、磁悬浮列车、站点列车运行系统和行车列车运行系统以及总控列车运行系统，在真空隧道上设有若干个开关门，磁悬浮列车包括有车头和若干节车厢，车头和车厢的下侧均设有若干组悬浮架，并在车头和车厢中分别单独设有车内控制系统和空气循环系统；其特征是：所述磁悬浮轨道与每组悬浮架构成内向抱合结构，其中磁悬浮轨道呈一体式内勾型结构，具有朝轨道内侧呈对称布置的左、右沿边，并在左、右沿边的端部各设有一个沿磁悬浮列车行走方向布置的“L”型导磁件，每组悬浮架均由背向呈对称布置的左、右“L”型悬浮架构成外勾型结构；在车头/车厢与磁悬浮轨道之间设有悬浮机构、驱动机构和制动机构以及导向机构；所述悬浮机构由上浮机构和吸附机构构成，其中上浮机构包括有等间距排布在车头/车厢底部左右侧的至少4个超导线圈和等间距排布在磁悬浮轨道左、右沿边上端面的若干个同磁极间隔排布的永磁体，其中有两个超导线圈分别布置在车头/车厢的前、后端，吸附机构包括有等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上电磁铁组A，电磁铁组A在通电时产生磁力对“L”型导磁件水平侧的一面产生吸引力,以调节磁悬浮列车悬浮在磁悬浮轨道上的气隙；所述制动机构包括有等间距排布在相邻的两个超导线圈之间的至少一组电磁铁组B，电磁铁组B在磁悬浮列车发出紧急制动信号时，电磁铁组B的引出线启动短路，电磁铁组B与各个同磁极间隔排布的永磁体相互作用而产生洛伦兹力阻止磁悬浮列车的运行；所述驱动机构包括有等间距排布在磁悬浮轨道左、右沿边的下端面上的若干组电磁铁组C和等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上的若干个磁极极性交替排布的永磁体，其中电磁铁组C中相邻的两个电磁铁的磁极呈周期性交替变化，并且电磁铁组C与各个磁极极性交替排布的永磁体上下对应；所述导向机构包括有等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的竖直端面上的电磁铁组D，电磁铁组D与“L”型导磁件的竖直端面左右对应；每组悬浮架的长度与每个超导线圈或每组电磁铁组B排布的长度相对应，或者每组悬浮架的长度与相邻排布的单个超导线圈和单组电磁铁组B整体排布的长度相对应；所述超导线圈、电磁铁组A、电磁铁组B和电磁铁组D分别连接车内控制系统，电磁铁组C与设置在各个站点列车运行系统相连接并与总控列车运行系统相协调。本专利技术中所述磁悬浮轨道包括有主干道和若干个岔道，主干道与每个岔道间的夹角α的范围为3°-8°，从主干道到每个岔道均设有一段可移动的对接轨道和一段弧形轨道，在主干道与每个岔道的结合部的轨道上均留有供左、右“L”型悬浮架移动的让位间隙，并在主干道与每个岔道的内侧分别设有一组对应相应的让位间隙的限位组件；每组电磁铁组C排布的长度大于让位间隙的宽度，并小于对接的车头与车厢或相邻的车厢上相对应的两组悬浮架之间的间隔。本专利技术中所述左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上分别设有一排连续布置的光发射装置，并在磁悬浮轨道左、右沿边的下端面上等间距排布有若干个光接收装置，其中每个光接收装置对应每组电磁铁组C并与光发射装置呈上下对应；在每组电磁铁组C首尾两端的电磁铁上均装有一个霍尔传感器。本专利技术中在车头或车厢的左、右“L”型悬浮架内侧的竖直端面上均设有气隙传感器A，气隙传感器A相应地与磁悬浮轨道左、右沿边上的“L”型导磁件的竖直端面相对应；在车头或车厢的左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上均设有气隙传感器B，气隙传感器B相应地与磁悬浮轨道左、右沿边的下端面相对应。本专利技术中所述电磁铁组B中等间距排布的各个电磁铁采用单股或多股绕线绕制而成，并且相邻的电磁铁上线圈的绕向相反，绕线设有引出端A、B；引出端A、B通过导线连接有转换开关A，转换开关A的一端对接制动回路，转换开关A的另一端对接转换开关B，转换开关B的两边分别对接AC-DC转换电路和DC-AC逆变电路。本专利技术中所述车头或车厢的长度为10-30m，在车头或车厢的下侧设有多组悬浮架，超导线圈设有4个，相邻的两个超导线圈之间设有两组电磁铁组B，并且磁悬浮轨道左、右沿边上端面上各个同磁极间隔排布的永磁体的排布密度为电磁铁组B中各个电磁铁排布密度的1/2。本专利技术中磁悬浮列车在磁悬浮轨道上的悬浮气隙的高度D的范围为0-120mm。本专利技术中所述真空隧道内为真空环境或低真空环境，其中低真空环境的的气压为0.001Pa-0.1Pa。本专利技术中车头和车厢的两侧分别设有旅客进出门A，并在车头/车厢的前后端均设有旅客进出门B；在车头与车厢之间、车厢与车厢之间均设有对接机构，并配置有伸缩门A，伸缩门A用以在车头与车厢之间或车厢与车厢之间构成对接时，伸缩门A伸出并与两端的旅客进出门B构成与真空隧道相隔离的区域，以便车头与车厢之间或相邻的车厢之间的旅客通行；在站台区域内，真空隧道上的每个开关门的内侧设有伸缩门B，伸缩门B用于伸出对接相应的车头或车厢的旅客进出门A，伸缩门B与旅客进出门A、开关门构成与真空隧道相隔离的区域，以便旅客上下车。本专利技术中磁悬浮列车的车头具有与其各个车厢相同的结构，在各个站点的磁悬浮轨道上设有用于旅客上车的一节或多节上车厢，行驶中的磁悬浮列车为主列车厢，主列车厢末端的一节或多节车厢为下车厢；在站点区域内设有三套分别对应上车厢、主列车厢和下车厢的列车调度系统，构成站点列车运行系统；在以站点为中心的站点区域外设有一段段行驶区域，并分别配置由一套对应各段行驶区域的行车列车运行系统，行驶区域的长度小于或等于磁悬浮列车的最高运行速度乘以磁悬浮列车的最小间隔发车时间；所有站点列车运行系统和行车列车运行系统均与总控列车运行系统相连接，构成列车运行系统。本专利技术通过对现有的磁悬浮列车系统进行改进，实现了磁悬浮列车在真空或低真空环境下的变道行驶，在行驶同时对列车进行非接触式供电，并在轨道系统停电时进行非接触式紧急制动，在提升速度的同时，解决了磁悬浮列车在经过各个站点时无需停车进行旅客上下车的问题，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空轨道磁悬浮列车系统，包括有真空隧道、磁悬浮轨道、磁悬浮列车、站点列车运行系统和行车列车运行系统以及总控列车运行系统，在真空隧道上设有若干个开关门，磁悬浮列车包括有车头和若干节车厢，车头和车厢的下侧均设有若干组悬浮架，并在车头和车厢中分别单独设有车内控制系统和空气循环系统；其特征是：所述磁悬浮轨道与每组悬浮架构成内向抱合结构，其中磁悬浮轨道呈一体式内勾型结构，具有朝轨道内侧呈对称布置的左、右沿边，并在左、右沿边的端部各设有一个沿磁悬浮列车行走方向布置的“L”型导磁件，每组悬浮架均由背向呈对称布置的左、右“L”型悬浮架构成外勾型结构；在车头/车厢与磁悬浮轨道之间设有悬浮机构、驱动机构和制动机构以及导向机构；所述悬浮机构由上浮机构和吸附机构构成，其中上浮机构包括有等间距排布在车头/车厢底部左右侧的至少4个超导线圈和等间距排布在磁悬浮轨道左、右沿边上端面的若干个同磁极间隔排布的永磁体，其中有两个超导线圈分别布置在车头/车厢的前、后端，吸附机构包括有等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上电磁铁组A，电磁铁组A在通电时产生磁力对“L”型导磁件水平侧的一面产生吸引力,以调节磁悬浮列车悬浮在磁悬浮轨道上的气隙；所述制动机构包括有等间距排布在相邻的两个超导线圈之间的至少一组电磁铁组B，电磁铁组B在磁悬浮列车发出紧急制动信号时，电磁铁组B的引出线启动短路，电磁铁组B与各个同磁极间隔排布的永磁体相互作用而产生洛伦兹力阻止磁悬浮列车的运行；所述驱动机构包括有等间距排布在磁悬浮轨道左、右沿边的下端面上的若干组电磁铁组C和等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上的若干个磁极极性交替排布的永磁体，其中电磁铁组C中相邻的两个电磁铁的磁极呈周期性交替变化，并且电磁铁组C与各个磁极极性交替排布的永磁体上下对应；所述导向机构包括有等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的竖直端面上的电磁铁组D，电磁铁组D与“L”型导磁件的竖直端面左右对应；每组悬浮架的长度与每个超导线圈或每组电磁铁组B排布的长度相对应，或者每组悬浮架的长度与相邻排布的单个超导线圈和单组电磁铁组B整体排布的长度相对应；所述超导线圈、电磁铁组A、电磁铁组B和电磁铁组D分别连接车内控制系统，电磁铁组C与设置在各个站点列车运行系统相连接并与总控列车运行系统相协调。...

【技术特征摘要】
1.一种真空轨道磁悬浮列车系统，包括有真空隧道、磁悬浮轨道、磁悬浮列车、站点列车运行系统和行车列车运行系统以及总控列车运行系统，在真空隧道上设有若干个开关门，磁悬浮列车包括有车头和若干节车厢，车头和车厢的下侧均设有若干组悬浮架，并在车头和车厢中分别单独设有车内控制系统和空气循环系统；其特征是：所述磁悬浮轨道与每组悬浮架构成内向抱合结构，其中磁悬浮轨道呈一体式内勾型结构，具有朝轨道内侧呈对称布置的左、右沿边，并在左、右沿边的端部各设有一个沿磁悬浮列车行走方向布置的“L”型导磁件，每组悬浮架均由背向呈对称布置的左、右“L”型悬浮架构成外勾型结构；在车头/车厢与磁悬浮轨道之间设有悬浮机构、驱动机构和制动机构以及导向机构；所述悬浮机构由上浮机构和吸附机构构成，其中上浮机构包括有等间距排布在车头/车厢底部左右侧的至少4个超导线圈和等间距排布在磁悬浮轨道左、右沿边上端面的若干个同磁极间隔排布的永磁体，其中有两个超导线圈分别布置在车头/车厢的前、后端，吸附机构包括有等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上电磁铁组A，电磁铁组A在通电时产生磁力对“L”型导磁件水平侧的一面产生吸引力,以调节磁悬浮列车悬浮在磁悬浮轨道上的气隙；所述制动机构包括有等间距排布在相邻的两个超导线圈之间的至少一组电磁铁组B，电磁铁组B在磁悬浮列车发出紧急制动信号时，电磁铁组B的引出线启动短路，电磁铁组B与各个同磁极间隔排布的永磁体相互作用而产生洛伦兹力阻止磁悬浮列车的运行；所述驱动机构包括有等间距排布在磁悬浮轨道左、右沿边的下端面上的若干组电磁铁组C和等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上的若干个磁极极性交替排布的永磁体，其中电磁铁组C中相邻的两个电磁铁的磁极呈周期性交替变化，并且电磁铁组C与各个磁极极性交替排布的永磁体上下对应；所述导向机构包括有等间距排布在左、右“L”型悬浮架内侧的竖直端面上的电磁铁组D，电磁铁组D与“L”型导磁件的竖直端面左右对应；每组悬浮架的长度与每个超导线圈或每组电磁铁组B排布的长度相对应，或者每组悬浮架的长度与相邻排布的单个超导线圈和单组电磁铁组B整体排布的长度相对应；所述超导线圈、电磁铁组A、电磁铁组B和电磁铁组D分别连接车内控制系统，电磁铁组C与设置在各个站点列车运行系统相连接并与总控列车运行系统相协调。2.根据权利要求1所述的一种真空轨道磁悬浮列车系统，其特征是：所述磁悬浮轨道包括有主干道和若干个岔道，主干道与每个岔道间的夹角α的范围为3°-8°，从主干道到每个岔道均设有一段可移动的对接轨道和一段弧形轨道，在主干道与每个岔道的结合部的轨道上均留有供左、右“L”型悬浮架移动的让位间隙，并在主干道与每个岔道的内侧分别设有一组对应相应的让位间隙的限位组件。3.根据权利要求1所述的一种真空轨道磁悬浮列车系统，其特征是：所述左、右“L”型悬浮架内侧的水平端面上分别设有一排连续布置的光发射装置，并在磁悬浮轨道左、右沿边的下端面上等间距排布有若干个光接收装置，其中每个光接收装置对应每组电磁铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴云，杨火祥，鲁池梅，
申请(专利权)人：湖北师范学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42