一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了属于超导电磁应用技术领域的一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置。直线异步电机驱动装置包括激光光电传感器、控制器，励磁线圈、励磁电源。励磁线圈轴线与超导磁悬浮轨道平面垂直，直线异步电机驱动装置置于超导磁悬浮轨道上方，超导浮子位于两者之间，并从两者间通过。激光光电传感器判断超导磁悬浮轨道和直线异步电机驱动器之间有无超导浮子通过，激光光电传感器输出对应电平信号给控制器，控制器发出信号控制励磁系统工作，超导浮子受到的磁场力分量与其运动方向相同或者相反，达到驱动或者制动效果；本发明专利技术给出了一个新型超导磁悬浮驱动解决方案，理念先进，高效节能，演示效果好，适合用于学校相关教学演示及研究性课题构建。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置
本专利技术属于超导电磁应用
，特别涉及一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置。
技术介绍
高温超导磁悬浮已经越来越多的为大众所知，它利用超导体与永磁体的相互作用，实现在永磁体轨道上方或者下方的悬浮。这种超导磁悬浮在未来轨道交通，航天发射，军事发射领域均大有可为。无论用于轨道交通，还是发射领域，实现磁悬浮仅仅是第一步，最关键的还是实现无接触的驱动，这样才能最大限度的体现磁悬浮的优势。传统的驱动方式利用直线电机驱动技术，需要在地面连续铺设驱动线圈，类似旋转电机的电枢绕组，在悬浮车体上安装转子，当线圈通以交流电的时候，就会产生行波磁场，推动转子前进，根据转子类型又可以分为同步型和异步型。但无论何种类型，转子与提供悬浮的超导块是不同的部件，造成了结构的复杂性，也造成了空间的浪费。本专利技术应用了磁极屏蔽式感应电动机的工作原理【参考王子辅翻译的《费曼物理学讲义》(上海科技出版社，1981，第1版)】提出一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；公开了一种紧凑结构的驱动方式，其优势体现在两个方面，铺设在地面的驱动线圈仅用一个线圈配合传感器与控制电路实现，第二，浮子利用超导体本身实现，可以将转子与浮子统一为一个部件，大幅度节约了空间，实现了紧凑结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；其特征在于，超导磁悬浮永磁轨道8由超导磁悬浮支撑架9支撑，三角支撑架1将直线异步电机驱动装置4支撑在超导磁悬浮永磁轨道8上方，直线异步电机驱动装置4相对于超导磁悬浮永磁轨道8的位置通过三角支撑架1进行调节；直线异步电机驱动装置4与外置的励磁电源2通过香蕉头导线连接，超导浮子7位于超导磁悬浮永磁轨道8和直线异步电机驱动装置4之间；直线异步电机驱动装置4由光电11和励磁系统12组成，其中光电控制系统包括激光光电传感器6和控制器5；励磁系统包括励磁线圈3和励磁电源2，励磁线圈轴线与超导磁悬浮永磁轨道平面垂直。所述超导磁悬浮永磁轨道8内交替排布磁极方式为N-S-N和S-N-S的铁钕硼永磁体10。所述超导浮子7内的高温超导ReBCO薄膜带材14排布方式为叠放方式。所述激光光电传感器6至励磁线圈3中线位置的距离x大于励磁线圈3的线圈半径r。所述超导浮子7距离超导磁悬浮永磁轨道8表面的悬浮高度h1大于零，超导浮子7的厚度为t。所述超导浮子7上表面与直线异步电机驱动装置4下表面的距为h2大于零。所述直线异步电机驱动装置4和超导磁悬浮永磁轨道8的距离d＝h1+t+h2。所述激光光电传感器6选用漫反射式激光光电传感器或者对射式激光光电传感器；或选用磁传感器代替。所述以当前超导浮子7运动方向为准，励磁线圈3位于超导浮子7的左侧或右侧；所述选用磁传感器代替激光光电传感器时，磁传感器放置在超导磁悬浮永磁轨道8的轨道侧方。本专利技术的有益效果为：本专利技术巧妙地将超导磁悬浮新技术与直线电机技术融合在一起，超导浮子既是转子、也是浮子，避免了传统直线电机驱动技术中转子和浮子分开结构的复杂性。利用直线异步电机解决超导浮子的驱动及制动问题。直线异步电机驱动装置仅用一个线圈配合传感器与控制电路实现对浮子的驱动控制，同时浮子由超导体制成，实现紧凑结构，采用直线异步电机原理制成的驱动装置，可以实现对超导浮子的驱动及制动效果。采用三角支撑架调整驱动装置的方式，可以自由选择放置多个驱动装置，实现对浮子的多级驱动及制动功能。本专利技术给出了一个新型超导磁悬浮驱动解决方案，理念先进，高效节能，演示效果好，非常适合用于学校相关教学演示及研究性课题构建。附图说明图1为超导磁悬浮直线异步电机驱动演示装置示意图；图2为超导磁悬浮永磁轨道磁体排布方式示意图；图3为超导浮子中高温超导ReBCO薄膜带材排布方式典型示例图，其中，a，横排；b,竖排；图4为直线异步电机驱动器、超导浮子、永磁轨道空间位置示意图；图5为直线异步电机驱动器结构逻辑示意图；图6为实施例1中直线异步电机驱动器工作结构示意图；图7为实施例2中直线异步电机驱动器工作结构示意图；图8为实施例3中直线异步电机驱动器工作结构示意图；图9为实施例4中励磁系统工作结构示意图。图中，1--三角支撑架，2--励磁电源，3--励磁线圈，4--直线异步电机驱动器，5--控制器，6--激光光电传感器，7--超导浮子，8--超导磁悬浮永磁轨道，9--超导磁悬浮支撑架，10-永磁轨道中布置永磁体，11-光电控制系统，12-励磁系统，13-程序控制器，14-高温超导ReBCO薄膜带材，15-金属板。具体实施方式本专利技术出一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；下面结合附图和实施例详细说明超导磁悬浮直线异步电机驱动演示装置工作原理、测量流程和测试结果。图1所示为超导磁悬浮直线异步电机驱动演示装置示意图，图中，超导磁悬浮永磁轨道8由超导磁悬浮支撑架9支撑，三角支撑架1将直线异步电机驱动装置4支撑在超导磁悬浮永磁轨道8上方，直线异步电机驱动器装置4相对于超导磁悬浮永磁轨道8的位置通过三角支撑架1进行调节；直线异步电机驱动装置4与外置的励磁电源2通过香蕉头导线连接，超导浮子7位于超导磁悬浮永磁轨道8和直线异步电机驱动装置4之间(如图4所示)，其中超导磁悬浮永磁轨道8内交替排布磁极方式为N-S-N和S-N-S的铁钕硼永磁体10(如图2所示，)，超导浮子7内的高温超导ReBCO薄膜带材14排布方式为叠放方式(如图3所示，a，横排；b,竖排)。超导浮子7距离超导磁悬浮永磁轨道8表面的悬浮高度h1大于零。超导浮子7上表面与直线异步电机驱动装置4下表面的距为h2大于零。超导浮子7的厚度为t；所述直线异步电机驱动装置4和超导磁悬浮永磁轨道8的距离d＝h1+t+h2(如图4所示)。直线异步电机驱动装置4由光电11和励磁系统12组成，其中光电控制系统由激光光电传感器6和控制器5连接构成；励磁系统由励磁线圈3和励磁电源2连接构成(如图5所示)，并励磁线圈轴线与超导磁悬浮永磁轨道平面垂直。所述激光光电传感器6至励磁线圈3中线位置的距离x大于励磁线圈3的线圈半径r。所述超导磁悬浮直线异步电机驱动装置基本工作流程如下：本专利技术基于直线电机中的异步电机工作原理，直线异步电机驱动装置主要由光电控制系统和励磁系统组成。给励磁电源供电，将已浸泡完液氮的超导浮子放置在永磁轨道上，调整超导浮子的初始位置，使其在永磁轨道上运动。激光光电传感器检测到下方有无超导浮子通过，激光光电传感器发出信号到控制器，控制器判断是否驱动励磁系统工作。励磁系统工作时，励磁线圈产生脉冲磁场，此脉冲磁场在超导浮子内部产生涡流，涡流磁场与励磁线圈的线圈磁场产生相互作用，磁场力分量与超导浮子运动方向相反时，直线异步电机驱动对超导浮子产生制动效果；磁场力分量与浮子运动方向相同时，直线异步电机驱动对超导浮子产生加速效果。下面列举实施例予以说明。实施例1如图6所示，一种利用激光光电传感器6，结合控制器5、励磁线圈3和励磁电源2，对超导浮子7实现驱动的方式。其中激光光电传感器6置于超导浮子7上方，以当前超导浮子7运动方向为准，励磁线圈3位于超导浮子7的左侧，此时，激光光电传感器6能够感知下方有无物体通过，并输出相应的电平信号；当超导浮子7通过激光光电传感器6下方时，激光光电传感器6输出电平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；其特征在于，超导磁悬浮永磁轨道(8)由超导磁悬浮支撑架(9)支撑，三角支撑架(1)将直线异步电机驱动装置(4)支撑在超导磁悬浮永磁轨道(8)上方，直线异步电机驱动装置(4)相对于超导磁悬浮永磁轨道(8)的位置通过三角支撑架(1)进行调节；直线异步电机驱动装置(4与外置的励磁电源(2)通过香蕉头导线连接，超导浮子(7)位于超导磁悬浮永磁轨道(8)和直线异步电机驱动装置(4)之间；直线异步电机驱动装置(4)由光电控制系统(11)和励磁系统(12)组成，其中光电控制系统包括激光光电传感器(6)和控制器(5)；励磁系统包括励磁线圈(3)和励磁电源(2)，励磁线圈轴线与超导磁悬浮永磁轨道平面垂直。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；其特征在于，超导磁悬浮永磁轨道(8)由超导磁悬浮支撑架(9)支撑，三角支撑架(1)将直线异步电机驱动装置(4)支撑在超导磁悬浮永磁轨道(8)上方，直线异步电机驱动装置(4)相对于超导磁悬浮永磁轨道(8)的位置通过三角支撑架(1)进行调节；直线异步电机驱动装置(4与外置的励磁电源(2)通过香蕉头导线连接，超导浮子(7)位于超导磁悬浮永磁轨道(8)和直线异步电机驱动装置(4)之间；直线异步电机驱动装置(4)由光电控制系统(11)和励磁系统(12)组成，其中光电控制系统包括激光光电传感器(6)和控制器(5)；励磁系统包括励磁线圈(3)和励磁电源(2)，励磁线圈轴线与超导磁悬浮永磁轨道平面垂直。2.根据权利要求1所述一种超导磁悬浮的超导浮子；其特征在于，所述超导浮子(7)内的高温超导ReBCO薄膜带材(14)排布方式为叠放方式，叠放层数大于1。3.根据权利要求1所述一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；其特征在于，所述激光光电传感器(6)至励磁线圈(3)中线位置的距离x大于励磁线圈(3)的线圈半...

【专利技术属性】
技术研发人员：高琦，钱玲玲，岳宇宾，赖凌峰，赵凯，
申请(专利权)人：北京原力辰超导技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11