一种永磁电动悬浮系统及磁浮列车制式结构技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁电动悬浮系统，包括车体、车载磁体、附加电磁体、悬浮导向装置和支撑装置；支撑装置形成用于容纳车体的悬浮空间，车体设置于悬浮空间内，且与支撑装置的两侧壁之间存在间隙；悬浮导向装置对称设置于支撑装置的两侧壁上；悬浮导向装置包括上环路部分和下环路部分，附加电磁体设置于上环路部分内；车载磁体对称布置于车体的两侧，位于车体与悬浮导向装置之间；在竖直方向上，悬浮导向装置的中心位置高于车载磁体的中心位置。本发明专利技术利用永磁电动悬浮系统增大了系统的浮阻比，提升了系统的悬浮和导向性能以及能够有效改善车体运行平稳性。本发明专利技术还公开了一种磁浮列车制式结构。车制式结构。车制式结构。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁电动悬浮系统及磁浮列车制式结构


[0001]本专利技术涉及磁浮列车
，尤其涉及一种永磁电动悬浮系统及磁浮列车制式结构。

技术介绍

[0002]磁悬浮列车作为“后高铁时代”的一种新型轨道交通技术，以车载悬浮单元与轨道间的电磁力取代轮轨摩擦接触力，从而实现车体100的悬浮导向和驱动。长期以来，超导磁体由于其强大的磁场性能，一直被当作是电动悬浮系统的最佳磁源，但超导磁体面临着成本高、结构复杂、冷却环境苛刻、辐射大等一系列问题。
[0003]随着永磁体性能的提高，出现了以永磁体替代超导体的永磁电动悬浮系统。在运行过程中，车体100会由于不可抗力因素出现悬浮和导向性能减弱的情况，且永磁体在空间中形成的磁场强度相对于超导磁体形成的磁场强度较低，并且在一定范围内随着悬浮导向装置200和车载磁体300的中心偏差增加，车体100受到的悬浮力增大，同时磁阻力也随即增大，导致浮阻比较低。
[0004]因此，如何增大系统的浮阻比，提升系统的悬浮和导向性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种永磁电动悬浮系统，以增大系统的浮阻比，提升系统的悬浮和导向性能；
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种具有上述永磁电动悬浮系统的磁浮列车制式结构。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种永磁电动悬浮系统，包括车体、车载磁体、附加电磁体、悬浮导向装置和支撑装置；
[0009]支撑装置形成用于容纳车体的悬浮空间，车体设置于悬浮空间内，且与支撑装置的两侧壁之间存在间隙；
[0010]悬浮导向装置对称设置于支撑装置的两侧壁上；悬浮导向装置包括上环路部分和下环路部分，附加电磁体设置于上环路部分内；
[0011]车载磁体对称布置于车体的两侧，位于车体与悬浮导向装置之间；在竖直方向上，悬浮导向装置的中心位置高于车载磁体的中心位置。
[0012]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，还包括PLC控制系统，PLC控制系统与附加电磁体相连，以控制附加电磁体的电流强度。
[0013]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，还包括位置监测装置，位置监测装置用于监测车体在悬浮空间的位置；
[0014]若车体偏离预设位置，位置监测装置发出调整信号。
[0015]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，车体偏离预设位置为车体与支撑装置的两侧壁之间的间隙不一致时，调整信号为增强信号；
[0016]车体偏离预设位置为车体与支撑装置的垂直距离减小时，调整信号为增强信号；
[0017]车体偏离预设位置为车体与支撑装置的垂直距离增大时，调整信号为减弱信号。
[0018]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，位置监测装置与PLC控制系统相连，以在位置监测装置发出调整信号后，PLC控制系统控制调整附加电磁体的电流强度。
[0019]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，悬浮导向装置为零磁通线圈，零磁通线圈的上环路部分的电流方向和下环路部分的电流方向相反；和/或，
[0020]车载磁体包括多个永磁体，永磁体为Halbach阵列排布。
[0021]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，零磁通线圈为“8”字形设置。
[0022]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，车体与支撑装置之间设置有辅助支撑轮，支撑装置开设有相互平行的滑行槽，在车体的速度小于预设速度时，辅助支撑轮沿滑行槽滑行。
[0023]可选地，在上述的永磁电动悬浮系统中，支撑装置为U型轨道；和/或，支撑装置的两侧壁开设有凹槽，悬浮导向装置设置于凹槽内。
[0024]本专利技术提供的永磁电动悬浮系统，通过在悬浮导向装置的上环路部分内设置附加电磁体，来增加上环路中的感应电动势，使车体受到较大的悬浮力和较小的磁阻力，进而提高车体的悬浮性能和导向性能，以及能够有效改善车体运行平稳性。
[0025]当车体上的车载磁体以预设速度沿支撑装置运行时，车载磁体与悬浮导向装置在一定的工作气隙下会存在前进方向的相对位移，由车载磁体产生的源磁场切割悬浮导向装置，使得悬浮导向装置的上环路部分和下环路部分产生感应电动势。由于车载磁体在竖直方向上与悬浮导向装置不对中，使得悬浮导向装置的上环路部分和下环路部分出现电势差，进而产生感应电流和感应磁场，该感应磁场与车载磁体的源磁场产生相互电磁作用，产生电磁力。该电磁力在垂向上的分力表现为克服车体自重的悬浮力，以实现悬浮功能；在前进方向上的分力表现为磁阻力，将阻碍车体前进；同时在横向方向上的分力表现为导向力，使车体保持沿支撑装置运行。
[0026]车体在运行过程中，沿前进方向，车载磁体受到位于前面的悬浮导向装置的上环路部分中附加电磁体的吸力，而位于后面的附加电磁体对车载磁体给予推力，车体从宏观上表现为受到前拉后推的作用力，可抵消车体在行进过程中的部分磁阻力，从而增大车体的浮阻比，改善其运行性能。
[0027]在运行过程中，当出现横向较大偏差并且系统的固有导向力不足以使车体回到预设位置时，此时附加电磁体起作用，在通以外部电流的情况下使系统附加电磁力，补偿车体所受的导向力。
[0028]进一步地，附加电磁体对车载磁体施加电磁力的垂向分量亦可补偿车体的悬浮力，进而改善车体在运行过程时的悬浮和导向性能。
[0029]此外，由于车载磁体与悬浮导向装置的中心偏差大，悬浮导向装置与车载磁体的吸引力分量主要是悬浮力，吸引力较小，故整个系统具有自稳定导向的功能。且利用车载磁体的双侧磁场，可简化系统的结构，车载磁体代替后不需要冷却，省去了冷却和辅助系统，有效降低了系统成本。
[0030]一种磁浮列车制式结构，磁浮列车制式结构包括如上任一项的永磁电动悬浮系统，还包括启动电机，启动电机与车体相连，以驱动车体。
[0031]本专利技术提供的磁浮列车制式结构，由于具有上述永磁电动悬浮系统，因此兼具上述永磁电动悬浮系统的所有技术效果，本文在此不再赘述。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0033]图1为本专利技术实施例公开的永磁电动悬浮系统的整体结构图；
[0034]图2为本专利技术实施例公开的悬浮导向装置和车载磁体的位置关系图；
[0035]图3为本专利技术实施例公开的悬浮导向装置和车载磁体的位置关系图；
[0036]图4为本专利技术实施例公开的车载磁体的受力分析图；
[0037]图5为本专利技术实施例公开的车载磁体的受力分析图；
[0038]其中：
[0039]100为车体；
[0040]200为悬浮导向装置；
[0041]300为车载磁体；
[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，包括车体(100)、车载磁体(300)、附加电磁体(400)、悬浮导向装置(200)和支撑装置(600)；所述支撑装置(600)形成用于容纳所述车体(100)的悬浮空间，所述车体(100)设置于所述悬浮空间内，且与所述支撑装置(600)的两侧壁之间存在间隙；所述悬浮导向装置(200)对称设置于所述支撑装置(600)的两侧壁上；所述悬浮导向装置(200)包括上环路部分和下环路部分，所述附加电磁体(400)设置于所述上环路部分内；所述车载磁体(300)对称布置于所述车体(100)的两侧，位于所述车体(100)与所述悬浮导向装置(200)之间；在竖直方向上，所述悬浮导向装置(200)的中心位置高于所述车载磁体(300)的中心位置。2.如权利要求1所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于，还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述附加电磁体(400)相连，以控制所述附加电磁体(400)的电流强度。3.如权利要求2所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于，还包括位置监测装置，所述位置监测装置用于监测所述车体(100)在所述悬浮空间的位置；若所述车体(100)偏离预设位置，所述位置监测装置发出调整信号。4.如权利要求3所述的永磁电动悬浮系统，其特征在于，所述车体(100)偏离所述预设位置为所述车体(100)与所述支撑装置(600)的两侧壁之间的间隙不一致时，所述调整信号为增强信号；所述车体(100)偏离所述预设位置为所述车体(100)与所述支撑装置(600)的垂直距离减小时，所述调整信号为增强信号；所述车体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，邵南，杨晶，延娓娓，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：