本发明专利技术提供一种高速磁浮列车推进装置，包括电动机和驱动电机。电动机包括感应板和轮形转子，感应板沿着高速磁浮列车行进的轨道铺设在路面上；轮形转子设置于高速磁浮列车上；轮形转子在其径向外侧具有组成Halbach环形阵列的多个永磁体；并且驱动电机驱动轮形转子绕着平行于感应板的轴线旋转，以使得轮形转子与感应板相互作用而产生推动高速磁浮列车运动的电磁推力。此外，本发明专利技术还提供一种高速磁浮列车。本发明专利技术的高速磁浮列车推进装置能够将现有高速磁浮列车系统的牵引动力系统、悬浮系统及导向系统集于一体。
Propulsion device of high speed maglev train and high speed maglev train
【技术实现步骤摘要】
高速磁浮列车推进装置与高速磁浮列车
本专利技术涉及轨道交通领域，特别地，涉及一种高速磁浮列车的推进系统与高速磁浮列车。
技术介绍
高速磁浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的列车系统。它依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道的无机械接触，并利用直线电机驱动列车运行。按照高速磁浮列车运行速度来划分，高速磁浮列车可以分为高速和低速两种类型：高速磁浮列车运行速度最高可达500km/h以上，采用EMS和EDS两种悬浮方式，适用于长大干线和大城市间的旅客运输；现有高速磁浮列车最大运行速度在600km/h左右，主要采用EMS悬浮方式，特别适合城市内部或城市与卫星城之间的运输。该类高速磁浮列车的工作原理描述如下：该类高速磁浮列车是一种常导电磁吸引式悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁和铺设在轨道上的长定子铁心及绕组通电产生电磁力，其垂直分量为悬浮电磁吸引力，水平分量为悬浮列车牵引力。为常导电磁吸引式EMS(主动控制)+双侧铁心长定子直线同步电机(LSM)，简单来说就是：铁心长定子直线同步电机(LSM)牵引+电磁吸引式悬浮+高速磁浮列车环抱式T型轨道。悬浮与导向：电磁铁产生的吸引力，悬浮力与导向力由各自的电磁铁电流控制，不受速度影响，全速度范围内完全受控，悬浮气隙与导向气隙均为10mm，无需安装支撑轮和导向轮。牵引与制动：非接触的牵引和制动，牵引力由铁心LSM产生，分段沿轨道布置，与悬浮系统紧密耦合；制动分为正常制动力(LSM产生制动力)和紧急涡流制动(由制动电磁铁与紧急滑撬制动(支撑滑撬)产生制动力)。轨道结构为T型结构，高速磁浮列车环抱轨道，轨道上部两外侧安装制动涡流板。现有采用铁心长定子直线同步电机的高速磁浮列车推进系统的缺陷如下：高速磁浮列车牵引采用长定子直线同步电机驱动，长定子需要沿线路铺设导致线路精度要求高、结构复杂，带来施工流程复杂、成本高昂。考虑长定子沿轨道安装铺设，为了提高牵引直线同步电机的有效效率，通常需要对长定子进行换步控制，导致了轨旁开关设备多、馈电电缆长。以至于牵引控制复杂。高速磁浮列车牵引采用长定子直线同步电机驱动，众所周知，同步电机的控制对位置精度要求极高，因此，该类高速磁浮列车需要一套高效、准确、可靠的测速定位系统。带来系统复杂程度增加，逻辑复杂，成本剧增。长定子直线同步电机初级绕组电缆裸露，环境适应性要求高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种将高速磁浮列车系统的牵引动力系统、悬浮系统及导向系统集于一体的一种电机动力装置，以取代现有高速磁浮列车中采用长定子直线同步电机的高速磁浮列车推进装置。本专利技术第一方面提供一种高速磁浮列车推进装置，包括电动机和驱动电机。电动机包括感应板和轮形转子，感应板沿着高速磁浮列车行进的轨道铺设在路面上；轮形转子设置于高速磁浮列车上；轮形转子在其径向外侧具有组成Halbach环形阵列的多个永磁体；并且驱动电机驱动轮形转子绕着平行于感应板的轴线旋转，以使得轮形转子与感应板相互作用而产生推动高速磁浮列车运动的电磁推力。优选地，驱动电机的旋转轴线与轮形转子的旋转轴线重合或者平行。优选地，驱动电机与轮形转子一体地设置。优选地，驱动电机通过传动轴连接至轮形转子。优选地，驱动电机通过传动轴和/或中央差速器连接至同轴设置的两个轮形转子。本专利技术第二方面提供一种高速磁浮列车，高速磁浮列车沿着轨道行进，感应板沿轨道铺设在路面上，高速磁浮列车包括多个轮形转子和驱动电机，轮形转子在其径向外侧具有组成Halbach环形阵列的多个永磁体；驱动电机，驱动电机驱动轮形转子绕着平行于感应板的轴线旋转，以使得轮形转子与感应板相互作用而产生推动高速磁浮列车运动的电磁推力。优选地，驱动电机的旋转轴线与轮形转子的旋转轴线重合。优选地，驱动电机与轮形转子一体地设置。优选地，驱动电机通过传动轴和/或中央差速器连接至轮形转子。优选地，驱动电机通过传动轴和/或中央差速器连接至同轴设置的两个轮形转子与现有技术中采用长定子直线同步电机的高速磁浮列车推进装置相比，本专利技术具有如下优点：1)轮形转子径向外侧采用组成Halbach环形阵列的多个永磁体。以多个永磁体组成Halbach环形阵列的优点是不需要铁轭，结构空间小，永磁体靠向气隙一侧的磁场强度增加而另一面几乎为零。多个永磁体组成Halbach环形阵列，一方面具有使轮形转子的漏磁非常小的优点，另一方面使得悬浮气隙内的磁场强度达到最大，这样非常有利于高速磁浮列车的悬浮、导向和推进；2)高速旋转的轮形转子与感应板相互作用，具有同时提供牵引、悬浮和导向力的功能，使得整个高速磁浮系统结构简单、具有很强的环境适应性；3)轮形转子可与驱动电机成为一体化结构，或者轮形转子也可以与驱动电机通过传动轴和差速器相连接，形成中央差速驱动结构形式，结构形式灵活多样，可以适应多种高速磁浮列车结构形式；4)轮形转子的结构紧凑、尺寸小，以至于其安装数量和安装方式可根据高速磁浮列车动力需求进行灵活组合搭配设计，结构适应性强；5)采用轮形转子的高速磁浮列车推进装置的次级结构可采用类似高速磁浮列车推进装置的次级结构，其线路设计精度要求降低，线路施工简单、经济；6)与现有高速磁浮列车的长定子直线同步电机相比，本专利技术的高速磁浮列车推进装置省略了在暴露于外界环境的长定子直线同步电机初级绕组，因此防护等级相对于开启式长定子直线同步电机要高，环境适应性更好。附图说明本专利技术的以上
技术实现思路
以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的专利技术的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。图1为沿高速磁浮列车侧向观看的本专利技术第一实施例的高速磁浮列车推进装置的安装位置示意图。图2示出本专利技术的第一实施例的高速磁浮列车推进装置提供导向力的原理图。图3示出本专利技术的第一实施例的高速磁浮列车推进装置的结构示意图。图4示出本专利技术的第一实施例的永磁Halbach转子的磁场分布示意图。图5示出本专利技术的第一实施例的高速磁浮列车推进装置的结构示意图。图6示出本专利技术的第二实施例高速磁浮列车推进装置的结构示意图。图7至图8描述通过永磁同步电机驱动永磁Halbach转子、并且使得高速磁浮列车起浮的方法。具体实施方式以下在具体实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。图1至图5示出本专利技术第一实施例，其中图1示例性地提供一种高速磁浮列车推进装置的安装示意图，为简略起见，图1仅示出沿着高速磁浮列车侧向(图中z方向)上看去的结构。沿着图中z方向上另一侧具有与图1中所示的结构沿着垂直轴对称设置的结构。每一高速磁浮列本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速磁浮列车推进装置，包括电动机和驱动电机，其特征在于：/n所述电动机包括：/n感应板，所述感应板沿着所述高速磁浮列车行进的轨道铺设在路面上；/n轮形转子，所述轮形转子设置于所述高速磁浮列车上；所述轮形转子在其径向外侧具有组成Halbach环形阵列的多个永磁体；并且/n所述驱动电机驱动所述轮形转子绕着平行于所述感应板的轴线旋转，以使得所述轮形转子与所述感应板相互作用而产生推动高速磁浮列车运动的电磁推力。/n
【技术特征摘要】
1.一种高速磁浮列车推进装置，包括电动机和驱动电机，其特征在于：
所述电动机包括：
感应板，所述感应板沿着所述高速磁浮列车行进的轨道铺设在路面上；
轮形转子，所述轮形转子设置于所述高速磁浮列车上；所述轮形转子在其径向外侧具有组成Halbach环形阵列的多个永磁体；并且
所述驱动电机驱动所述轮形转子绕着平行于所述感应板的轴线旋转，以使得所述轮形转子与所述感应板相互作用而产生推动高速磁浮列车运动的电磁推力。
2.根据权利要求1所述的高速磁浮列车推进装置，其特征在于，
所述驱动电机的旋转轴线与所述轮形转子的旋转轴线重合或者平行。
3.根据权利要求3所述的高速磁浮列车推进装置，其特征在于：
所述驱动电机与所述轮形转子一体地设置。
4.根据权利要求3所述的高速磁浮列车推进装置，其特征在于：
所述驱动电机通过传动轴和/或中央差速器连接至所述轮形转子。
5.根据权利要求5所述的高速磁浮列车推进装置，其特征在于：
所述驱动电机通过传动轴和...
【专利技术属性】
技术研发人员：范祝霞，辛本雨，袁贤珍，石煜，许义景，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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