一种永磁电动悬浮系统及其导向方法技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁电动悬浮系统及其导向方法，包括导体轨道，所述导体轨道架设在路基上；悬浮导向装置，所述悬浮导向装置设置在所述导体轨道上方，所述悬浮导向装置包括第一永磁体阵列和第二永磁体阵列,所述第一永磁体阵列和所述第二永磁体阵列磁化方向的排列相同；所述第一永磁体阵列和第二永磁体阵列相互垂直设置。解决了现有技术中系统导向能力弱，运行不平稳且难度大成本高的问题。本发明专利技术优点是：本发明专利技术为永磁电动悬浮系统提出了简单可行的导向方案，增加系统阻尼进而提高运行的平稳性和安全性；铺设难度降低，使用寿命提高；在正常行驶过程中，导向永磁体在沿行驶方向前进时与导板轨道相互作用产生的磁阻力很小，不额外增加系统能耗。额外增加系统能耗。额外增加系统能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁电动悬浮系统及其导向方法


[0001]本专利技术涉及永磁电动磁悬浮系统的
，具体而言，涉及一种永磁电动悬浮系统及其导向方法。

技术介绍

[0002]电动式磁悬浮列车具有速度快、能耗低、爬坡能力强、安全舒适、运行噪声小、无燃油和污染少等特点，适用于高速及超高速运行场景。采用导向辅助轮时，轨道形式需要采用“U”字型，一方面使结构变得复杂，增加建设成本；另一方面，由于其与导轨直接接触，存在机械摩擦和磨损，不利于列车过弯行驶，不适用于高速磁悬浮列车。
[0003]常导磁吸式导向系统的工作间隙较小，需要精确的控制系统，且能耗较大，自稳定性差。永磁电动磁斥式导向方案虽然自稳定性较好，但额外增设的两列导向永磁体会使得成本增加，且导向不稳定；导体轨道由原来的平板式变为“U”型导轨，提升了地面导体轨道铺设难度，导体轨道铺设、维护成本也随之增加；导向永磁体在产生导向力的同时也将产生阻碍列车前进的固有磁阻力，使整体系统能耗增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种永磁电动悬浮系统及其导向方法，其能解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本申请提供了一种永磁电动悬浮系统，包括：导体轨道，所述导体轨道架设在路基上；悬浮导向装置，所述悬浮导向装置设置在所述导体轨道上方，所述悬浮导向装置包括第一永磁体阵列和第二永磁体阵列，所述第一永磁体阵列和所述第二永磁体阵列磁化方向的排列相同；所述第一永磁体阵列和第二永磁体阵列相互垂直设置。
[0005]综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述升降装置是螺纹传动升降机构或斜面传动升降机构。
[0006]综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，弯臂上固定连接的电机带动丝杠转动，驱动磁体基座上固定连接的螺母盘升降，从而调节磁体基座上的永磁体与导体轨道之间的磁力间隙。
[0007]一种永磁电动悬浮系统的导向方法，包括：接收第一命令，所述第一命令为令列车由静止状态启动加速的命令；实时获取列车的供电情况和运行状态，所述供电情况包括实际供电频率和供电转差率，所述运行状态包括车辆运行速度和运行位置；根据所述供电情况和所述运行状态，计算得到列车当前的最优供电频率、与所述最优供电频率对应的最优供电转差率和列车所需的加速度；基于当前列车的运行速度，调整所述最优供电频率、最优供电转差率和所述加速度；
发送第一控制命令，所述第一控制命令包括根据调整后的最优供电频率、最优供电转差率和所述加速度对列车逐渐达到预设速度的控制命令。
[0008]本专利技术的有益效果为：1、永磁电动悬浮系统为弱阻尼或欠阻尼系统，该导向阻尼装置可为永磁电动悬浮系统提供横向阻尼作用，实现稳定导向，增强系统运行的平稳性和安全性，从而解决无导向功能这一难题。
[0009]2、结构简单，造价低廉，易操作实现。仅需在车体上增加一组导向永磁体即可实现导向阻尼功能。
[0010]3、导体轨道无需进行改造，弱磁性良导体板仅需沿行驶路径平铺，其与悬浮永磁体相互作用实现悬浮功能，同时也与导向永磁体相互作用产生导向阻尼。相较于目前的永磁电动磁斥式导向技术，本专利技术导体轨道铺设的难度降低，铺设、维护成本也较小，使用寿命也得以提高。
[0011]4、在正常行驶过程中，导向永磁体在沿行驶方向前进时与导板导体轨道相互作用产生的磁阻力很小，因此对悬浮系统的影响微乎其微，不会额外增加系统能耗。
[0012]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的整体结构示意图。
[0015]图2为本专利技术实施例提供的整体结构俯视图。
[0016]图3为本专利技术实施例提供的关键部件整体结构立体图。
[0017]图4为本专利技术实施例提供的悬浮系统示意图。
[0018]图5为本专利技术实施例提供的导向阻尼装置示意图。
[0019]图6为本专利技术实施例提供的部件整体结构俯视图。
[0020]图7为本专利技术实施例提供的导向力随偏移量变化曲线图。
[0021]图8为本专利技术实施例提供的不同速度下导向力随偏移量变化曲线图。
[0022]图9为本专利技术实施例提供的实验过程中未安装导向磁体时的导向力随时间变化曲线图。
[0023]图10为本专利技术实施例提供的实验过程中已安装导向磁体时的导向力随时间变化曲线图。
[0024]图11为本专利技术实施例提供的实验过程中未安装导向磁体时的悬浮间隙随时间变化曲线图。
[0025]图12为本专利技术实施例提供的实验过程中已安装导向磁体时的悬浮间隙随时间变化曲线图。
[0026]图13为本专利技术实施例提供的实验过程中未安装导向磁体时的车体偏转角度随时间变化曲线图。
[0027]图14为本专利技术实施例提供的实验过程中已安装导向磁体时的车体偏转角度随时间变化曲线图。
[0028]图中标记：1、第一永磁体阵列；2、第二永磁体阵列；3、导体轨道；4、导体板；5、定子线圈；6、定子绝缘基座；7、升降装置；8、转向架；9、车体。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]永磁电动悬浮技术的原理主要基于楞次定律，通过永磁体产生的源磁场与弱磁性良导体材料之间的相对运动，在弱磁性良导体材料中产生感应电流，该感应电流将形成与源磁场相反的镜像磁场，通过镜像磁场与源磁场的相互作用产生电磁力，其在竖直方向上的分力表现为克服系统自重的悬浮力，而在水平方向上的分力表现为阻碍二者发生相对运动的磁阻力。然而永磁电动悬浮系统是一个弱阻尼或欠阻尼系统，一个微小的扰动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁电动悬浮系统，其特征在于，包括：导体轨道（3），所述导体轨道（3）架设在路基上；悬浮导向装置，所述悬浮导向装置设置在所述导体轨道（3）上方，所述悬浮导向装置包括第一永磁体阵列（1）和第二永磁体阵列（2）,所述第一永磁体阵列（1）和所述第二永磁体阵列（2）磁化方向的排列相同；所述第一永磁体阵列（1）和第二永磁体阵列（2）相互垂直设置。2.根据权利要求1所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于：所述第一永磁体阵列（1）由至少一块永磁体块横向并排构成，所述第一永磁体阵列（1）为条形结构，所述第一永磁体阵列（1）平行设置于所述导体轨道（3）的延伸方向上，所述第一永磁体阵列（1）的磁场变化方向与列车的前进方向平行;所述第二永磁体阵列（2）由至少一块永磁体块竖向并排构成，所述第二永磁体阵列（2）为条形结构，所述第二永磁体阵列（2）垂直设置于所述导体轨道（3）的延伸方向上，所述第二永磁体阵列（2）的磁场变化方向与列车的前进方向垂直。3.根据权利要求1所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于：列车上设置有转向架（8），所述转向架（8）下方设置有升降装置（7），所述升降装置（7）为两个,分别为第一升降组件和第二升降组件,所述第一永磁体阵列（1）通过所述第一升降组件连接在列车的所述转向架（8）底部;所述第二永磁体阵列（2）通过所述第二升降组件连接在列车的所述转向架（8）底部。4.根据权利要求3所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于：所述升降装置（7）包括外框和丝杆连接件，所述外框通过丝杆连接件连接在所述转向架（8）的下方。5.根据权利要求3所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于：所述转向架（8）下方设置有导体板（4）,所述导体板（4）的下方设置有定子线圈（5），所述定子线圈（5）内设置在定子绝缘基座（6）上,所述定子绝缘基座（6）设置在路基上。6.根据权利要求1所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于：所述第一永磁体阵列（1）靠近所述导体轨道（3）的端面与所述第二永磁体阵列（2）靠近所述导体轨道（3）的端面位于同一水平高度上。7.一种永磁电动悬浮系统的导向方法，如权利要求1
‑
5中任意一项所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于，包括：接收第一命令，所述第一命令为使列车由静止状态启动加速的命令；实时获取列车的供电情况和运行状态，所述供电情况包括实际供电频率和供电转差率，所述运行状态包括车辆运行速度和运行位置；根据所述供电情况和所述运行状态，计算得到列车当前的最优供电频率、与所述最优供电频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓自刚，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：