长定子线性驱动系统的轨道车辆的车道及车道制造所需组合件和定子铁芯技术方案

本发明专利技术涉及一种轨道车辆的行车轨道，所述轨道车辆采用由至少一个长定子构成并配合有许多沿线路布置的轨道元件的长定子线性驱动系统。所述行车轨道包括一种支撑梁（１）和至少一个布置在支撑梁上的功能部件（２），其中功能部件（２）至少有一个沿线路布置并用来安放至少一个定子分段（４）的定子承重构件（３）。所述定子分段（４）由一个或多个具有前对接端（６）和后对接端（７）的定子铁芯（５）组成。前对接端（６）的纵向伸出部具有凸出于定子铁芯（５）横截面平面之外的立体的边缘形状（８），而后对接端（７）的纵向伸出部也具有与前对接端立体的边缘形状（８）相对应的对接立体的边缘形状（９）。其中相邻定子铁芯（５）的前对接端（６）与后对接端（７）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轨道车辆所使用的行车轨道以及制造行车轨道所需组合件和定子铁芯，所述轨道车辆采用由至少一个长定子构成并配合有许多沿线路布置的轨道元件的线性驱动系统，所述行车轨道包括一种支撑梁和至少一个布置在支撑梁上的功能部件，其中功能部件至少有一个沿线路布置并用来安放至少一个定子分段的定子承重构件，所述定子分段由带有前对接端与后对接端的定子铁芯组成。
技术介绍
轨道车辆的行车轨道由许多沿线路依次连续布置的行车轨道元件组成，在所述行车轨道元件上布置有车辆运行，特别是承重、控制导向、驱动和制动所必需的其它各种装备器件。例如，磁悬浮轨道的行车轨道元件有一根支撑梁，在支撑梁上安装了车辆的侧面导向轨面和车辆移位轨面，以及线性驱动系统的一级组件。在铁芯同步长定子线性电动机上，一级组件包括许多沿线路布置的定子铁芯，这种定子铁芯连续交底配有齿和槽，单相和多相变行波磁场绕组被嵌入其中。二级组件安排在车辆上，包括通常作为电磁铁适用的磁铁，它一方面产生电动机的励磁场，另一方面它也起车辆悬浮磁体的作用。定子铁芯被用作为产生悬浮力的电枢，由相互绝缘的定子铁芯叠片构成，用来抑制涡流。根据德国专利文献，例如DE 197 35 471 C1，已知有这样的行车轨道。定子铁芯有各个铁芯叠片构成，具有长方六面体的基本形状。定子铁芯固定在带状定子承重构件上，为此，在其两侧设有成对的连接元件夹紧在槽口中，并用螺栓和螺母紧固。对于这样的设备来说，长定子是由前后排列的定子铁芯链构成的，其中在两个相邻的定子铁芯之间有一道侧隙。对于沿着一条直线行进的行车轨道来说，实际的侧隙宽度由膨胀侧隙部分和安装侧隙部分组成。其中。在典型的状态下，膨胀侧隙的宽度有几个毫米，安装侧隙的典型宽度有十分之几毫米。通常，有各个叠片组成的定子铁芯周围有例如一到两毫米厚的防腐蚀保护层。有效的磁性侧隙宽度由防腐蚀保护层的两倍厚度与实际侧隙相加而得。对于通常具有多个长定子的线性驱动系统来说，在弯曲的行车轨道路段上会出现这样一个额外的问题，即内侧曲线的定子线路比外侧曲线的定子线路要短。如果考虑到建造和成本的原因优先采用统一长度的定子铁芯，则会出现额外的侧隙部分。正是在建造多轨的行车轨道是明显地出现曲线侧隙的问题。实际侧隙宽度由膨胀侧隙、安装侧隙与曲线侧隙之和构成。有效的磁性侧隙宽度由实际侧隙宽度与防腐蚀保护层的两倍厚度相加而得。这样的磁性侧隙一般会增加磁路中的磁阻。根据一个恒定的产生磁场的电流所得到的磁感应较小，因而电磁力的作用较小。在采用长定子驱动的磁悬浮轨道的行车作业中，两个定子铁芯之间的磁性侧隙引起悬浮和驱动力发生快速的周期性变化。结果可能引起行车轨道或车辆的某些部分激发出不希望发生的振动。这种振动可能例如影响系统部件的使用寿命，对乘车的舒适性和噪声的产生也会有负面影响。德国专利文献DE 199 34 912 A1介绍了一种行车轨道，这种行车轨道采用不同长度的定子铁芯在弯曲的行车轨道路段把磁性侧隙减小到最小。但这种行车轨道的缺点在于成本高，一方面是定子铁芯的生产成本高，另一方面是线路的研发和建造成本高。同时，所述行车轨道仍有一定的磁性有效侧隙。相当于膨胀侧隙、安装侧隙加上防腐蚀保护层的两倍厚度。关于这里所关注的这种行车轨道，在其定子铁芯的定位方面有严格的公差要求，因为在行车作业中，固定在车辆上的悬浮和激励磁铁与定子铁芯下侧的距离只有几个毫米。在已知的行车轨道上，各个定子磁铁都是单独通过例如粘接、焊接、螺栓连接、铆接和(或)其它连接方法固定在一个功能部件上或一个定子承重构件上。各个定子磁铁没有互相连接。相邻的定子铁芯允许的侧向和垂直向偏移在极为狭小的毫米范围内。因此，采用已知的定子铁芯在一个定子承重构件或在功能部件上单独的固定方法时，为了遵守严格的公差要求，需要付出相当高的制造和安装费用。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是避免上文提到的各种缺点。本专利技术通过具有符合独立权利要求特征的一种行车轨道、一种组合件和一种定子铁芯解决上述任务。根据本专利技术采用具有至少一个长定子的长定子线性驱动系统的轨道车辆所使用的行车轨道，由许多沿线路布置的行车轨道元件构成。各个行车轨道元件包括支撑梁和至少一个布置在支撑梁上的功能部件，所述功能部件至少有一个沿线路布置的定子承重构件，用来安放至少一个定子分段。一个定子分段包括至少一个带有前对接端与后对接端的定子铁芯，一般是包括多个这样的定子铁芯。功能部件与定子承重构件、定子分段和定子铁芯可以预先装配，并在工地上安装到例如混凝土或钢支撑梁。根据本专利技术预先规定，定子铁芯前对接端的纵向伸出部具有凸出于定子铁芯横截面平面之外的立体的边缘形状，后对接端的纵向伸出部也具有与前对接端立体的边缘形状相对应的对接立体的边缘形状。定子铁芯的前对接端可以理解为朝着行车线路一个方向的那一对接端，后对接端可以理解为朝着相反方向的那一对接端。如果定子分段与根据本专利技术设计的定子铁芯组合成一个长定子，则相邻的定子铁芯彼此在纵向搭接。在采用相应的悬浮和驾驶手段的情况下，可以实现供任何采用长定子线性驱动系统的轨道车辆使用的行车轨道。本专利技术可以使用于例如基于常规轮轨原理的各种系统。这种情况下，行车轨道可以有一个或多个平行的长定子。按照本专利技术的行车轨道可以优先使用于基于电磁悬浮原理的磁悬浮轨道。为了达到稳定的悬浮状态，采用多个平行敷设的长定子。一般情况下，在行车轨道的左侧和右侧各布置一个长定子。按照本专利技术的行车轨道，一条定子线上相邻的定子铁芯通过前对接端相应的形状设计与后对接端与之匹配的形状设计实行相互搭接。在防腐蚀保护层厚度和沿纵向测量所得实际侧隙保持相等的情况下，达到了减小侧隙范围内的磁阻。这也可以理解为在无须改变必需的膨胀侧隙、弯道侧隙和/或安装侧隙以及防腐蚀保护层厚度的情况下，减小了有效磁性侧隙宽度。在相邻定子铁芯相互搭接的情况下，至少越过侧隙的磁力线的一部分与纵向方向垂直交叉。磁力线在叠片铁心以外必须跨过一段较小的路径。例如，在垂直于横截面平面经过的齿面范围内，叠片铁心的间距是由防腐蚀保护层的两倍厚度决定的。磁阻的减小根据通常使用的铁心叠片的铁磁性材料的特性而定。铁磁性材料有一个比磁阻，该比磁阻比空气的比磁阻小50到180 000因子。即使考虑到在采纳设想的布置时磁力线由于它的横向分量可能缩回一段稍许长一点的路径，但由于铁磁性材料的原因，最后形成的磁阻肯定也会下降。过渡磁阻的精确值基本上取决于所用材料的几何尺寸和类别。对于由长定子线性电动机的一级组件产生的行波磁场而言，这意味着均匀变化的磁感应密度，并由此造成驱动力的空间和时间变化均匀减弱。同时，在行车作业过程中明显减小驱动力周期性波动。在磁悬浮轨道上，以上考虑近似地适用于悬浮磁铁的磁场和磁力。总的来说，通过相邻定子磁铁的搭接可以有效地减少驱动力和悬浮力周期性波动的出现。由此可以自动减少部分行车轨道或车辆发生振动的危险，振动对乘车舒适性、噪声的产生和(或)系统或系统的某些部分的耐用性都会产生负面影响。这一优点对于高速范围内的磁悬浮轨道有特别重要意义，因为这种情况下所激发的振动频率在声波的低波段范围内。例如，在速度为360km/h和定子长度为1m的情况下，频率为大约100Hz。如果某些系统部件正好以这一频率为其谐振频率(这不是不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆所使用的行车轨道，所述轨道车辆采用由至少一个长定子构成，并配合有许多沿线路布置的轨道元件的长定子线性驱动系统，所述行车轨道包括一支撑梁（１），和至少一个布置在支撑梁上的功能部件（２），其中功能部件（２）至少有一个沿线路布置并用来安放至少一个定子分段（４）的定子承重构件（３），所述定子分段（４）由一个或多个具有前对接端（６）和后对接端（７）的定子铁芯（５）组成，其特征在于，前对接端（６）的纵向伸出部具有凸出于定子铁芯（５）横截面平面之外的立体的边缘形状（８），而后对接端（７）的纵向伸出部也具有与前对接端立体的边缘形状（８）相对应的对接立体的边缘形状（９），其中相邻定子铁芯（５）的前对接端（６）与后对接端（７）在纵向方向搭接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔赖歇尔，西奥弗里施，拉尔夫魏德豪泽，
申请(专利权)人：马克斯博格建筑两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]