磁悬浮系统及其永磁轮内径尺寸计算方法技术方案

本发明专利技术提供了一种磁悬浮系统及其永磁轮内径尺寸计算方法，涉及磁悬浮技术领域，所述磁悬浮系统包括悬浮架，悬浮架的两侧部设置有驱动装置安装部；轨道基座，轨道基座的底部设置有凹槽，凹槽的侧壁朝远离轨道基座的中心面设置，且凹槽的侧壁与水平面形成有锐角；以及驱动系统，驱动系统包括驱动装置、导体板和磁轮换向装置，驱动装置包括永磁轮和旋转电机，旋转电机连接在驱动装置安装部上，旋转电机的输出端通过磁轮换向装置与永磁轮传动连接，磁轮换向装置通过支撑基座连接在悬浮架上，导体板设置在凹槽的侧壁上，且永磁轮的回转中心面与导体板的顶部平面平行设置。本磁悬浮系统为一体化结构，能够同时实现悬浮、驱动及导向功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮系统及其永磁轮内径尺寸计算方法


[0001]本专利技术涉及磁悬浮
，具体而言，涉及一种磁悬浮系统及其永磁轮内径尺寸计算方法。

技术介绍

[0002]当前，磁悬浮领域有三大类悬浮制式，分别是：电磁悬浮、电动悬浮和钉扎悬浮。为实现磁浮列车的运行，悬浮力、导向力和驱动力必不可少，另外还需设置制动设备，以保证列车的完全运行和停靠。目前，以上三种制式中，只能实现三个力中的一个力或者两个力，比如：低温超导电动悬浮和钉扎悬浮能实现悬浮和导向功能，但驱动力需通过直线电机来提供；电磁悬浮和电动悬浮能实现悬浮功能，其导向功能需要添加额外的装置来实现，驱动力需通过直线电机来提供。因此，在现有磁悬浮系统中缺少一种一体化结构，以同时实现悬浮、驱动及导向功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种磁悬浮系统及其永磁轮内径尺寸计算方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：第一方面，本申请提供了一种磁悬浮系统，包括：悬浮架，所述悬浮架的两侧部设置有驱动装置安装部；轨道基座，所述轨道基座的底部设置有凹槽，所述凹槽的侧壁朝远离轨道基座的中心面设置，且凹槽的侧壁与水平面形成有锐角；以及驱动系统，所述驱动系统包括驱动装置、导体板和磁轮换向装置，所述驱动装置包括永磁轮和旋转电机，所述旋转电机连接在驱动装置安装部上，旋转电机的输出端通过磁轮换向装置与永磁轮传动连接，所述磁轮换向装置通过支撑基座连接在悬浮架上，所述导体板设置在凹槽的侧壁上，且永磁轮的回转中心面与导体板的顶部平面平行设置。<br/>[0004]第二方面，本申请还提供了一种永磁轮内径尺寸计算方法，包括：获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括永磁轮外径预设值，所述第二信息包括至少两个不同的预设径向比值；根据所述永磁轮外径预设值和第二信息中的一所述预设径向比值计算，得到永磁轮计算内径；根据预设阈值与预设修正变化量计算，得到永磁轮理论内径；根据所述永磁轮计算内径和所述永磁轮理论内径进行比较，当永磁轮计算内径等于永磁轮理论内径时，根据所述永磁轮计算内径和预设承载系数计算，得到永磁轮实际内径；当永磁轮计算内径不等于永磁轮理论内径时，则根据所述永磁轮外径预设值和另一所述预设径向比值计算，并根据计算结果更新永磁轮计算内径，将更新后的永磁轮计算内径与永磁轮理论内径再进行比较判断。
[0005]本专利技术的有益效果为：在本专利技术中，本磁悬浮系统在实现悬浮功能的同时，还能够完成导向功能和牵引列车前进的功能。本系统的实现方式是用旋转电机带动环形永磁轮旋转，而永磁轮与导体板相互作用，产生了前进方向的驱动力，进一步将导体板倾斜布置后利用法向力的垂直分力实现悬浮，利用法向力的横向分力实现导向。本系统不需要设置单独的电磁铁及其控制设备，也不需要沿着线路铺设昂贵的直线电机。在导向功能方面，本系统仅需控制左右磁轮的转速一致，以使永磁轮法向力的横向分力抵消，实现导向回正功能；若列车发生偏移，偏移一侧的气隙会减小，从而法向力增大，会将列车推回重新对正。在驱动功能方面，本系统只要保证永磁轮等效线速度大于运行速度，就能实现驱动，控制目标单一，且沿线路铺设的导体板成本低，此外，本系统的驱动效能够优化到85％及以上，推力效率高。
[0006]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
[0007]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。
[0008]图1为本专利技术磁悬浮系统的整体结构示意图；图2为基于图1的A区域放大结构示意图；图3为本专利技术的磁轮换向装置结构示意图；图4为本专利技术永磁轮和导体板电磁作用后产生的悬浮力和驱动力结构示意图；图5为本专利技术磁悬浮系统在单侧一个永磁轮的受力结构示意图；图6为本专利技术磁悬浮系统的前部分整体受力结构示意图；图中标记：1、悬浮架；11、导向轮安装部；12、驱动装置安装部；13、导向轮；14、支撑装置连接部；2、轨道基座；3、驱动装置；31、永磁轮；32、旋转电机；4、导体板；5、磁轮换向装置；51、第一传动件；52、第二传动件；53、换向轴；61、支撑基座；610、固定板；611、定位基座；62、上支撑架；63、下支撑架；7、倾角传感器；8、控制装置；91、减振装置；92、车载电源。
具体实施方式
[0009]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。
[0010]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。
[0011]实施例1：参见图1和图2，本实施例提供了一种磁悬浮系统，包括：悬浮架1，所述悬浮架1的两侧部设置有驱动装置安装部12；轨道基座2，所述轨道基座2的底部设置有凹槽，所述凹槽的侧壁朝远离轨道基座2的中心面设置，且凹槽的侧壁与水平面形成有锐角；以及驱动系统，所述驱动系统包括驱动装置3、导体板4和磁轮换向装置5，所述驱动装置3包括永磁轮31和旋转电机32，所述旋转电机32连接在驱动装置安装部12上，旋转电机32的输出端通过磁轮换向装置5与永磁轮31传动连接，所述磁轮换向装置5通过支撑基座61连接在悬浮架1上，所述导体板4设置在凹槽的侧壁上，且永磁轮31的回转中心面与导体板4的顶部平面平行设置。
[0012]永磁轮31的回转中心面与导体板4的顶部平面平行设置，可以理解为：将导体板4的顶部平面作为定义面，将此定义面沿竖向平移一定高度，此时形成特定高度定义面，之后将永磁轮31的回转中心面与特地高度定义面共面设置。
[0013]如图4所示，永磁轮31是由不同磁化方向的永磁单体拼接镶嵌组成，当环形永磁轮在非磁性良导体板上方旋转时，在导体板4中会产生感应涡流，感应涡流会产生一个与源磁场相反的镜像磁场，镜像磁场与永磁轮31的源旋转磁场相互作用，会产生法向力Fg和驱动力Fd。
[0014]当永磁轮31和导体板4倾斜设置时，如图5和图6所示，左、右两侧永磁轮31产生的法向力Fg的垂向分力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磁悬浮系统，其特征在于，包括：悬浮架（1），所述悬浮架（1）的两侧部设置有驱动装置安装部（12）；轨道基座（2），所述轨道基座（2）的底部设置有凹槽，所述凹槽的侧壁朝远离轨道基座（2）的中心面设置，且凹槽的侧壁与水平面形成有锐角；以及驱动系统，所述驱动系统包括驱动装置（3）、导体板（4）和磁轮换向装置（5），所述驱动装置（3）包括永磁轮（31）和旋转电机（32），所述旋转电机（32）连接在驱动装置安装部（12）上，旋转电机（32）的输出端通过磁轮换向装置（5）与永磁轮（31）传动连接，所述磁轮换向装置（5）通过支撑基座（61）连接在悬浮架（1）上，所述导体板（4）设置在凹槽的侧壁上，且永磁轮（31）的回转中心面与导体板（4）的顶部平面平行设置。2.根据权利要求1所述的磁悬浮系统，其特征在于，所述悬浮架（1）的底部包括安装内侧和安装外侧，所述安装内侧设置有基准平面，所述基准平面为水平面，且基准平面上设置有倾角传感器（7）和控制装置（8），所述倾角传感器（7）、驱动装置（3）与控制装置（8）电气连接。3.根据权利要求1所述的磁悬浮系统，其特征在于，所述磁轮换向装置（5）包括第一传动件（51）、第二传动件（52）和换向轴（53），所述第一传动件（51）与旋转电机（32）的输出端传动连接，所述第一传动件（51）的外周设置有外齿；所述第二传动件（52）的外周设置有外齿，且第二传动件（52）内设置有第一安装孔，所述第一传动件（51）和第二传动件（52）外啮合；所述支撑基座（61）包括固定板（610），所述固定板（610）上设置有定位基座（611），所述定位基座（611）设置有限位孔，所述换向轴（53）的一端穿过第一安装孔后与限位孔转动连接，换向轴（53）的另一端与永磁轮（31）转动连接，所述第一安装孔、限位孔与换向轴（53）的轴线同轴设置。4.根据权利要求3所述的磁悬浮系统，其特征在于，包括支撑装置，所述支撑装置包括上支撑架（62）和下支撑架（63），所述悬浮架（1）设置有支撑装置连接部（14），所述支撑装置连接部（14）设置有定位面，所述定位面与导体板（4）的顶部平面平行设置，所述上支撑架（62）和下支撑架（63）固定连接在定位面上，上支撑架（62）和下支撑架（63）之间形成有永磁轮安装腔，所述永磁轮（31）设置在永磁轮安装腔内，上支撑架（62）和下支撑架（63）均设置有第二安装孔，换向轴（53）与永磁轮（31）转动连接的一端同时与第二安装孔转动连接，所述第一安装孔、第二安装孔与换向轴（53）的轴线同轴设置。5.永磁轮内径尺寸计算方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的磁悬浮系统上，包括：获取第一信息和...

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