一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置及其方法，装置其包括底座以及设在底座上端面的旋转滑台模组和垂直滑台模组；旋转滑台模组的上端面固定永磁轨道，永磁轨道为开口环形结构；垂直滑台模组包括垂直支架、垂直移动横梁和横梁驱动机构，垂直支架固定在底座上端面，垂直移动横梁滑动设置在垂直支架上且垂直移动横梁部分位于永磁轨道的上方，横梁驱动机构带动垂直移动横梁在竖直方向往返运动，垂直移动横梁的下方设有低温杜瓦，低温杜瓦底部设置高温超导材料，垂直移动横梁通过三轴力传感器连接低温杜瓦。本发明专利技术通过旋转滑台模组带动永磁轨道做高速旋转运动以间接模拟低温杜瓦高速通过永磁轨道开断处，通过三轴力传感器测量低温杜瓦通过永磁轨道开断处悬浮力、导向力、磁阻力的动态特性。磁阻力的动态特性。磁阻力的动态特性。

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置及其方法


[0001]本专利技术涉及高温超导磁浮技术应用领域，尤其涉及一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置及其方法。

技术介绍

[0002]高温超导磁浮系统具有自稳定的悬浮、导向能力，具有结构简单、无需电力维持、节能、环保等优点。在地面超高速交通运输、电磁发射等领域具有广阔的应用前景。
[0003]由于高温超导磁浮系统的导向性能有限，且高速下的动态稳定性尚未有实验验证，在高速运载系统或电磁发射系统中，通常应用在低速起步阶段或发射阶段。然而，在高温超导磁浮系统与其它系统的切换及发射过程中，存在永磁轨道开断的问题，当低温杜瓦通过时，会受磁通突变的影响，带来较大的运行阻力，从而影响系统切换与发射的可靠性与稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了研究低温杜瓦通过永磁轨道开断处的动态特性，探索系统切换及发射的稳定构型及方法，提供一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置及其方法, 为了研究低温杜瓦通过永磁轨道开断处的动态特性，探索系统切换及发射的稳定构型及方法，本专利技术采用的技术方案是：一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其包括底座以及设在底座上端面的旋转滑台模组和垂直滑台模组；旋转滑台模组的上端面固定永磁轨道，永磁轨道为开口环形结构；垂直滑台模组包括垂直支架、垂直移动横梁和横梁驱动机构，垂直支架固定在底座上端面且位于旋转滑台模组一侧，垂直移动横梁滑动设置在垂直支架上且垂直移动横梁部分位于永磁轨道的上方，横梁驱动机构设置在垂直支架上并带动垂直移动横梁在竖直方向往返运动，垂直移动横梁的下方对应永磁轨道设有低温杜瓦，低温杜瓦底部设置高温超导材料，三轴力传感器固定在垂直移动横梁的下表面，低温杜瓦与三轴力传感器连接；通过旋转滑台模组带动永磁轨道做高速旋转运动以间接模拟低温杜瓦高速通过永磁轨道开断处，通过三轴力传感器测量低温杜瓦通过永磁轨道开断处悬浮力、导向力、磁阻力的动态特性。
[0005]进一步地，所述的旋转滑台模组包括旋转电机、框架和连接轴，所述旋转电机与连接轴相连接，框架固定于底座上，旋转电机设在框架的底部，旋转电机的输出端连接连接轴的一端，连接轴的另一端于设于框架上表面的永磁轨道基底连接，永磁轨道固定在永磁轨道基底的上表面。
[0006]进一步地，三轴力传感器的底部通过一连接件连接低温杜瓦；连接件为
“Ⅱ”
形连接件，
“Ⅱ”
形连接件上端与三轴传感器的下端连接，
“Ⅱ”
形连接件的下端连接低温杜瓦的
上端。
[0007]进一步地，连接杆采用耐低温的绝热材料成型，以免长时间的测试导致三轴力传感器受低温的影响，有效保证了测试精度。
[0008]进一步地，低温杜瓦沿永磁轨道开断处的两个受力侧壁分别用环氧树脂进行加固，预防受力过大对低温杜瓦造成损伤。
[0009]进一步地，横梁驱动机构包括垂直驱动电机、垂直丝杆、二级换向器、横向丝杆、一级转向器；垂直移动横梁套设在垂直丝杆上并由垂直丝杆带动垂直往返运动，垂直移动横梁的相对两侧分别设置至少一垂直丝杆；垂直驱动电机的输出端连接一级转向器，一级转向器设在横向丝杆的中段并驱动横向丝杆动作；横向丝杆的两端分别连接一个二级换向器；二级换向器与对应侧的垂直丝杆的一端连接，垂直丝杆的另一端与垂直支架可转动连接；垂直驱动电机依次通过一级转向器、横向丝杆、二级转向器、垂直丝杆控制垂直移动横梁的垂直运动，从而实现低温杜瓦与永磁轨道间的悬浮间隙控制。
[0010]进一步地，所述的低温杜瓦采用注入液氮、低压处理、制冷机制冷中的一种方法或任意二种以上方法的组合对高温超导材料进行制冷。
[0011]进一步地，高温超导材料为ReBaCuO（Re为稀土元素）或其它超导材料的块材、带材堆叠、线圈中一种单一组合结构或任意二种以上的组合结构。
[0012]进一步地，永磁轨道采用永磁体成型且沿横向按Halbach阵列结构进行排列，永磁轨道围成开口圆环形，从而构成永磁轨道开断的结构。
[0013]进一步地，一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试方法，其包括以下步骤：S1：将高温超导材料按预设的排列设置在低温杜瓦底部，并通过压板锁紧，控制旋转滑台模组，使永磁轨道正对于低温杜瓦；S2：通过垂直轴驱动电机调整垂直移动横梁的高度，按预设的场冷高度固定低温杜瓦的垂直高度；S3：向低温杜瓦内注入液氮，确保高温超导材料完全浸泡在液氮中，对高温超导材料进行场冷；S4：等到高温超导材料完全进行入超导态，开启旋转电机，使永磁轨道与转盘一起高速旋转；S5：当环形永磁轨道达到预设的运行速度时，垂直滑台模组驱动低温杜瓦靠近永磁轨道，采用三轴力传感器测量低温杜瓦通过永磁轨道开断处的悬浮力、导向力及磁阻力；S6：实验结束完成后，对采集的数据进行数据保存处理。
[0014]本专利技术采用以上技术方案，使环形永磁轨道开口，构成永磁轨道开断结构，当转盘高速旋转时，可以间接模拟低温杜瓦高速通过永磁轨道开断处，通过三轴力传感器测量低温杜瓦通过永磁轨道开断处的动态特性；对低温杜瓦沿轨道开断方向上的两个侧壁进行加固，提高测量过程中的安全性；
“Ⅱ”
形连接件采用耐低温的绝热材料，可以避免三轴力传感器在测试过程中受低温的影响，有效保证了测试精度和可靠性。
附图说明
[0015]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明；
图1 本专利技术的测量装置横向视图；图2 本专利技术的测量装置正向视图；图3 开口环形永磁轨道与低温杜瓦俯视图；图4 开口环形永磁轨道旋转运行示意图；图5 侧挂开口环形永磁轨道与低温杜瓦三维视图。
[0016]附图中标号的名称：1
‑ꢀ
旋转滑台模组，101
‑
永磁轨道，102
‑
永磁轨道基底，103
‑
连接轴，104
‑
框架，105
‑
旋转电机，2
‑ꢀ
垂直滑台模组，201
‑
垂直支架，202
‑
垂直移动横梁，203
‑
三轴传感器，204
‑“Ⅱ”
形连接件，205
‑
低温杜瓦，206
‑
高温超导材料，207
‑
垂直丝杆，208
‑
二级转向器，209
‑
横向丝杆，210
‑
一级转向器，211
‑
垂直驱动电机，212
‑
环氧树脂加强板，3
‑
底座，Gap
‑
悬浮间隙，CH
‑
初始冷却高度，WH
‑
工作高度。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0018]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其特征在于：其包括底座以及设在底座上端面的旋转滑台模组和垂直滑台模组；旋转滑台模组的上端面固定永磁轨道，永磁轨道为开口环形结构；垂直滑台模组包括垂直支架、垂直移动横梁和横梁驱动机构，垂直支架固定在底座上端面且位于旋转滑台模组一侧，垂直移动横梁滑动设置在垂直支架上且垂直移动横梁部分位于永磁轨道的上方，横梁驱动机构设置在垂直支架上并带动垂直移动横梁在竖直方向往返运动，垂直移动横梁的下方对应永磁轨道设有低温杜瓦，低温杜瓦底部设置高温超导材料，三轴力传感器固定在垂直移动横梁的下表面，低温杜瓦与三轴力传感器连接；通过旋转滑台模组带动永磁轨道做高速旋转运动以间接模拟低温杜瓦高速通过永磁轨道开断处，通过三轴力传感器测量低温杜瓦通过永磁轨道开断处悬浮力、导向力、磁阻力的动态特性。2.根据权利要求1所述的一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其特征在于：所述的旋转滑台模组包括旋转电机、框架和连接轴，所述旋转电机与连接轴相连接，框架固定于底座上，旋转电机设在框架的底部，旋转电机的输出端连接连接轴的一端，连接轴的另一端于设于框架上表面的永磁轨道基底连接，永磁轨道固定在永磁轨道基底的上表面。3.根据权利要求1所述的一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其特征在于：三轴力传感器的底部通过一连接件连接低温杜瓦；连接件为
“Ⅱ”
形连接件，
“Ⅱ”
形连接件上端与三轴传感器的下端连接，
“Ⅱ”
形连接件的下端连接低温杜瓦的上端。4.根据权利要求3所述的一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其特征在于：连接杆采用耐低温的绝热材料成型，以免长时间的测试导致三轴力传感器受低温的影响，有效保证了测试精度。5.根据权利要求1所述的一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其特征在于：低温杜瓦沿永磁轨道开断处的两个受力侧壁分别用环氧树脂进行加固，预防受力过大对低温杜瓦造成损伤。6.根据权利要求1所述的一种高温超导磁浮系统永磁轨道开断通过性能测试装置，其特征在于：横梁驱动机构包括垂直驱动电机、垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大进，史景文，程翠华，赵勇，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：