一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统，包括由支撑柱悬挂支撑的独轨式悬浮路轨和运行在路轨上的列车单元，轨道箱梁(2)上按层叠方式设置有两条倒U形悬浮轨即上悬浮轨(211)和下悬浮轨(212)。通过电磁铁层叠布置的方式，实现提高悬浮系统在单位长度上的悬浮能力的目的。采用该悬浮系统的悬挂式磁浮列车具有小尺寸、低成本、载重能力强的特点，可服务于景点观光、楼宇间交通等低速运行情况下的客运需求，可作为现代轨道交通制式的一种有效补充，有广阔的应用前景。

A cascade electromagnetic levitation system for suspended maglev train

【技术实现步骤摘要】
一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统
本专利技术涉及轨道交通
，特别涉及一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统。
技术介绍
悬挂式磁浮列车是一种新制式轨道交通工具，作为一种多元化的城市轨道交通系统，可服务于旅游区的观光揽胜、城市楼宇之间的立体交通、高架立交的补充交通等，凭借其自身诸多优点预计将在我国有着广阔的发展及应用前景。目前，现有的悬挂式单轨车辆为达到降噪目的，其走行轮大多采用胶轮。而走行轮本身承载车辆重力，在实际运营过程中胶轮的磨耗较为严重，进而造成系统运营维护成本增高。鉴于此，如采用磁悬浮方式实现悬挂式交通，可通过车辆悬浮和非接触驱动的方式，使得车辆与轨道之间完全无直接的机械接触，以避免胶轮与轨道走行面发生机械冲击和磨损；另外，为了节约占地面积，希望悬浮式磁浮列车的悬浮箱梁尽量窄一些，采用单悬浮轨可以比采用双悬浮轨更容易实现较窄的尺寸，但是采用单悬浮轨后的悬浮能力会降低，。当前，仍未有实际的悬挂式磁浮试验车和工程车，研究开发多种制式的悬挂式磁浮列车，对多元化交通和未来交通模式探索均是迫切而有益的。
技术实现思路
鉴于现有技术的以上不足，本专利技术的目的是提供一种悬浮箱梁尽相对较窄但悬浮能力相对提高的电磁悬浮系统，并使之具有结构简单紧凑，尺寸小，悬浮能力强的特定特点。本专利技术的技术方案如下。一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统，包括由支撑柱悬挂支撑的独轨式悬浮路轨和运行在路轨上的列车单元，所述悬浮路轨具有固联于各支撑柱上并沿运行路径延伸的轨道箱梁2。其中，轨道箱梁2上按层叠方式设置有两条倒U形悬浮轨即上悬浮轨211和下悬浮轨212；轨道箱梁下部的内侧壁设置有导向轮导轨213；具有T形横截面的悬浮纵梁122沿轨道方向设置，悬浮纵梁的下端通过挂接机构挂接列车单元车体3，悬浮纵梁的上端通过其上的悬浮连接板120将两个沿轨道方向前后设置的悬浮电磁铁组固连；所述两组悬浮电磁铁组均为层叠构造：其上位悬浮电磁铁和下位悬浮电磁铁呈上下层叠方式分别置于上悬浮轨和下悬浮轨的下面，各悬浮电磁铁与悬浮轨间留有悬浮间隙；悬浮纵梁122的两侧设置有前后两组可沿导向轮导轨213驱动行走的导向轮；所述各悬浮电磁铁配置有采用电池供电的励磁装置和气隙高度传感装置。进一步的，悬浮电磁铁均为U形悬浮电磁铁。且悬浮电磁铁与悬浮轨间的悬浮间隙相等。采用本专利技术的结构，固定在悬浮连接板上的两组悬浮电磁铁相互作用，可克服沿轨道方向的侧滚力，沿轨道横截面方向的侧滚力由安装在悬浮纵梁上的导向轮来消除。可以用来服务于一种适用于景点观光，楼宇间交通等应用领域的低速运营的悬浮式磁浮交通工具，具有结构简单，尺寸小，悬浮能力强的特点。同时，轨道梁桥墩占地量小且系统路权独立，因此可有效降低工程建造的成本。附图说明图1是系统整体结构的剖面图。图2是系统整体结构的侧视图。图3是层叠式电磁悬浮结构的三维示意图。图4是U形电磁铁的截面示意图。图5是层叠式电磁悬浮结构的等间隙示意图。具体实施方式如图1，图2和图3所示，本专利技术用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统，布置安装在悬挂式磁浮列车系统得轨道箱梁2内，轨道箱梁固定在支撑柱4上，支撑柱4固定在地面，41为吊拉钢索。车体3是移动部件，其自重和荷载由悬浮系统提供的悬浮力承担。悬浮系统设计为层叠式，由上下两层组成，其中的上层悬浮轨和下层悬浮轨均为倒U形结构，固定在轨道箱梁上，为固定部件。带动车体3实现车体的悬浮功能的活动部件为倒U形悬浮轨和U形悬浮电磁铁，其相互作用提供悬浮吸力实现悬浮功能。悬浮系统包括固定在轨道箱梁2上的按层叠方式布置的两条倒U形悬浮轨(211和212)，悬浮纵梁122的上端通过其上的悬浮连接板120将两个沿轨道方向前后设置的悬浮电磁铁组固连。其中，前悬浮电磁铁组由上位悬浮电磁铁101和下位悬浮电磁铁103构成；后悬浮电磁铁组由上位悬浮电磁铁102和下位悬浮电磁铁104构成；上位悬浮电磁铁(101与102)处于上一层，对应悬浮轨211，下位悬浮电磁铁(103与104)处于下一层，对应悬浮轨212。上位悬浮电磁铁(101与103)均由第一悬浮控制器140控制；第一悬浮控制器140所需的悬浮间隙监测由第一悬浮传感器150提供。下位悬浮电磁铁(102与104)均由第二悬浮控制器141控制，第二悬浮控制器141所需的悬浮间隙由第二悬浮传感器151监测提供。所述各悬浮电磁铁与悬浮轨间的悬浮间隙基本相等，如图5实施例，所述悬浮电磁铁中，上位电磁铁101与上位悬浮轨211的安装间隙A与下位电磁铁103与下位悬浮轨113的安装间隙B相等。所述下位悬浮电磁铁中与悬浮轨的安装间隙亦与之相等。固定在悬浮连接板上的两组悬浮电磁铁相互作用，可克服沿轨道方向的侧滚力，沿轨道横截面方向的侧滚力由安装在悬浮纵梁上的导向轮来消除。图4表达了各悬浮电磁铁与悬浮轨的位置和尺寸关系，上下两层倒U形悬浮轨的截面尺寸均为长200mm，宽55mm，磁极宽25mm，对应的上下两层的U形电磁铁的截面尺寸均为为长200mm，宽125mm，磁极宽25mm，单个电磁铁长度为1000mm，悬浮轨和悬浮铁的材料均为Q235，电磁铁线包(1011和1031)填充铜线的截面尺寸为100mm*150mm，电磁铁中铜线的填充率选60％，选择每平方毫米最大通过1.6A电流的方式，选择悬浮气隙为8mm，通过有限元仿真分析得出四个悬浮电磁铁与悬浮轨之间的电磁合力为73124N，可折算为7312Kg。悬浮系统和车体的重量由悬浮电磁铁提供的电磁力来承担，其中悬浮架总重为2100Kg左右，车体总重为1100Kg左右，车体设计有一个驾驶员和四个乘客的空间，载重设定为600Kg，这样，整体悬浮的重量总计为3800Kg，远小于7312Kg。由上述分析知，采用层叠式设计的电磁悬浮系统能够提供充足的悬浮力。当悬浮控制器提供合适大小的电流，使得电磁铁产生的悬浮吸力等于悬浮架和车体的自重，就可以实现悬浮功能，悬浮控制器控制电流大小的依据来源于悬浮传感器的测量值。综上所述，本专利技术一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统，整个系统具有结构简单，小尺寸、高悬浮能力的特点。可服务于景点观光、楼宇间交通等低速运行情况下的客运需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统，包括由支撑柱悬挂支撑的独轨式悬浮路轨和运行在路轨上的列车单元，所述悬浮路轨具有固联于各支撑柱上并沿运行路径延伸的轨道箱梁(2)，其特征在于，轨道箱梁(2)上按层叠方式设置有两条倒U形悬浮轨即上悬浮轨(211)和下悬浮轨(212)；轨道箱梁下部的内侧壁设置有导向轮导轨(213)；具有T形横截面的悬浮纵梁(122)沿轨道方向设置，悬浮纵梁的下端通过挂接机构挂接列车单元车体(3)，悬浮纵梁的上端通过其上的悬浮连接板(120)将两个沿轨道方向前后设置的悬浮电磁铁组固连；所述两组悬浮电磁铁组均为层叠构造：其上位悬浮电磁铁(和下位悬浮电磁铁呈上下层叠方式分别置于上悬浮轨和下悬浮轨的下面，各悬浮电磁铁与悬浮轨间留有悬浮间隙；悬浮纵梁(122)的两侧设置有前后两组可沿导向轮导轨(213)驱动行走的导向轮；所述各悬浮电磁铁配置有采用电池供电的励磁装置和气隙高度传感装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于悬挂式磁浮列车的层叠式电磁悬浮系统，包括由支撑柱悬挂支撑的独轨式悬浮路轨和运行在路轨上的列车单元，所述悬浮路轨具有固联于各支撑柱上并沿运行路径延伸的轨道箱梁(2)，其特征在于，轨道箱梁(2)上按层叠方式设置有两条倒U形悬浮轨即上悬浮轨(211)和下悬浮轨(212)；轨道箱梁下部的内侧壁设置有导向轮导轨(213)；具有T形横截面的悬浮纵梁(122)沿轨道方向设置，悬浮纵梁的下端通过挂接机构挂接列车单元车体(3)，悬浮纵梁的上端通过其上的悬浮连接板(120)将两个沿轨道方向前后设置的悬浮电磁铁组固连；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：皇甫贵田，李俊叶，
申请(专利权)人：山西中海威轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14