一种高温超导磁悬浮运输系统弯道技术方案

一种高温超导磁悬浮运输系统弯道，它在基准线（Ｌ）的外侧横向增加１－５列辅助永磁体（１’）。该种弯道在磁悬浮运输系统过弯道时，能对磁悬浮运输系统产生足够的指向内侧的导向回复力，避免其偏心、脱轨，保证磁悬浮运输系统的安全可靠运行。且其投资少，成本低，与现有的平移对称式弯道兼容性好，方便对现有轨道的改造升级。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高温超导磁悬运输系统，尤其涉及一种高温超导磁悬浮运输系统中轨道的弯道。
技术介绍
常用的高温超导材料是钇钡铜氧超导体(YBaCuO)或钆系氧化物超导体(GdBaCuO)等稀土类REBaCuO超导块材。利用这些超导块材处于超导混合态时产生独特的磁通钉扎能力，从而实现自稳定、无输入能量、并连续稳定区间的悬浮状态。这种独特新颖的自稳悬浮系统，实现条件相对简单，非常适合大尺寸工程应用。因此高温超导材料被发现至今20余年，高温超导磁悬浮运输系统的实验演示样机纷纷研制出来。 随着高温超导磁悬浮在运输领域应用的研究深入，更多实际应用问题蜂拥而至。其中一个重要的问题就是高温超导磁悬浮运输系统在弯道的运行问题。 现有的高温超导磁悬浮运输系统轨道不论是弯道还是直道，其永磁体和聚磁极的分布结构相同，均为平移对称式。它有两种结构其一为单轨式，它只有单根永磁轨道，它主要由轨道基准线两侧对称分布的永磁体组成。其二为双轨式，它有二根永磁轨道，每根永磁轨道的结构与单轨相同。二种轨道均沿运行方向(纵向)无限延长，因此这两种结构称为平移对称式轨道。这种平移对称式轨道(包括弯道和直道)的永磁体磁场在轨道基准线横向两侧对称分布。 当磁悬浮运输系统在直道运行时，由于种种因素的干扰和影响，车体将会随机产 生相对于轨道的基准线向左或向右侧的偏移。此时车载高温超导块材与永磁轨道处的磁场 将产生导向回复力的作用，从而减小直至消除偏移，保证磁悬浮运输系统的横向偏移在规 定的范围之内，能够始终沿永磁轨道前进。现有永磁轨道的对称性，使其对抑制车体向左或 向右偏移的回复力相同。由于直道运行时，左右偏移的概率是基本相等的，因此现有的轨道 能够有效地保证磁悬浮运输系统在直道运行时不偏移或在规定范围内偏移，同时也不会造 成磁场的浪费。 而当现有的高温超导磁悬浮运输系统过弯道时，车体始终受到指向弯道外侧的离 心力作用，从而使车体在弯道时始终产生较大的向外侧的偏移，而偏离基准线运行；如果车 速偏高或弯道过急或其它偶然因素也产生向外侧偏移的作用，则磁悬浮轨道的回复力将不 足以抵消外侧偏移，导致脱轨等严重事故发生。 车体在弯道处产生的外侧偏移将一直延续到下一段的直线线路上，若磁场强度不够，则无法回复到基准线上运行，也使磁悬浮运输系统容易出现偏心、脱轨等危险。 若增加轨道的整体磁场强度，虽能保证列车在弯道处不发生大偏移量的外侧偏移，但由于内侧磁场强度也相应大幅增强，形成浪费，增大了成本。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种高温超导磁悬浮运输系统弯道，该种弯道使磁悬浮运输系统转弯时，能对磁悬浮运输系统产生足够的指向内侧的导向回复力，避免其偏心、 脱轨，保证磁悬浮运输系统的安全可靠运行；且其投资少，成本低，与现有的平移对称式弯 道兼容性好，方便对现有弯道的改造升级。 本技术实现其专利技术目的，所采用的技术方案为一种高温超导磁悬浮运输系 统弯道，包括基准线两侧对称分布的永磁体和聚磁极，其结构特点是基准线的外侧横向增 加1-5列辅助永磁体。与现有技术相比，本技术的有益效果是 —、在永磁轨道弯道外侧增设1-5列辅助永磁体，从而使弯道处形成非对称式的 磁场强度分布结构，弯道处的基准线的水平磁场强度大于零。当磁悬浮运输系统行驶至弯 道时，处于弯道的基准线上的车载高温超导块材俘获磁通，在超导体内部产生钉扎作用形 成指向内侧的导向回复力，如车体以额定速度运行，则导向回复力与离心力相等，可使车体 可以运行在弯道基准线的正上方而未产生外侧偏移，其运行更加稳定可靠。当弯道结束时， 车体将无偏移地直接进入直道，而在直道的基准线正上方运行。 二、辅助永磁体横向增设于弯道外侧，使在弯道基准线外侧的水平强磁场向外侧 拓宽。磁悬浮运输系统由于速度增加等各种因素，在弯道运行时产生向基准线外侧的偏移， 车载高温超导体所获得的导向回复力更大，能在弯道外侧提供足够的导向回复力，有效地 抵消离心力等因素的作用，使系统在弯道处的外侧向位移在规定的范围内，避免偏心、脱轨 等问题，保证高温超导磁悬浮运输系统的运行平稳、安全。 三、在永磁体弯道外侧增加的辅助永磁体，还将在弯道上方的外侧新增的一个磁 力线凸峰和原有磁场靠近弯道的两个凸峰共三个凸峰之间形成较强的磁势阱结构，该磁势 阱的位置在上述三个凸峰中的第二个凸峰处，此处也是部分车载高温超导块材的正下方。 当高温超导磁悬浮车系统运行到弯道时，部分车载高温超导块材将处于该磁势阱中，在导 向回复力之外，磁势阱的两侧会产生磁势垒作用，也会限制磁悬浮运输系统车体的偏移，从 而有效地避免偏心、脱轨等危险现象的出现。 四、本技术的磁悬浮轨道，仅在弯道的外侧增设辅助永磁体，而不在弯道内侧 增设永磁体，即保证了弯道运行的安全性，又降低了永磁体的用量，其投资省，成本低。且与 现有的平移对称式弯道兼容性好，方便对现有弯道的改造升级，也不需要改变现有的高温 超导磁悬浮运输系统的结构和构成，兼容性强、适用面广。 上述的1-5列辅助永磁体的上表面与弯道基准线两侧对称分布的永磁体的上表 面齐平。 以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图说明图la是本技术实施例一、二中增加辅助永磁体前的一根弯道的剖视结构示 意图。 图lb是图la的弯道的磁场分布图。 图2a是本技术实施例一的弯道剖视结构示意图。 图2b是图2a的弯道的磁场分布图。 图3a是本技术实施例二的弯道的剖视结构示意图。4 图3b是图3a的弯道的磁场分布图。 图4a是本技术实施例三、四的增加辅助永磁体前的剖视结构示意图。 图4b是图4a的轨道的磁场分布图。 图5a是本技术实施例三的弯道剖视结构示意图。 图5b是图5a的弯道的磁场分布图。 图6a是本技术实施例四的弯道的剖视结构示意图。 图6b是图6a的弯道的磁场分布图。 图7是本技术实施例一的两根弯道且现有直道连通构成的一段完整轨道的 縮小俯视结构示意图。 图la、图2a、图3a、图4a、图5a、图6a中的箭头，表示永磁体的磁化方向。具体实施方式实施例一 图la、lb、2a、2b和图7示出，本技术的一种具体实施方式为一种高温超导磁 悬浮运输系统弯道，包括在基准线L两侧对称分布的永磁体1和聚磁极2。基准线L的外侧 横向增加l列辅助永磁体l'。 图la可见本例在增加辅助永磁体1'前，其结构与现在使用的一种平移对称式磁 悬浮弯道结构相同(也与直道的结构相同)，其永磁体对称地分布在弯道的基准线L的两 侧。图lb可见现有弯道的磁场分布对称地分布于基准线两侧。 图la和图2a还示出，本例中各列永磁体的磁化方向为从内(左)侧起第一列向 右，第二列向左，第三列为增加的辅助永磁体1'，其磁化方向向下。图2b示出，本例增加的 第三列磁化方向向下的永磁体1后，扩展了基准线L外侧的水平强磁场区域，使磁场对基准 线L呈不对称分布，与内(左)侧相比，基准线L外(右)外侧的磁场增强。 本例中轨道弯道部分增加的1列辅助永磁体(l')的上表面与轨道基准线两侧对 称分布的永磁体(1)的上表面齐平。 实验证明，在场冷高度为30mm、工作高度为15mm的工作条件下，高温超导磁悬浮 运输系统在本例的弯道上，向基准线弯道外侧偏移10mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温超导磁悬浮运输系统弯道，包括在基准线（Ｌ）两侧对称分布的永磁体（１）和聚磁极（２），其特征在于：所述基准线（Ｌ）的外侧横向增加１－５列辅助永磁体（１’）。

【技术特征摘要】
一种高温超导磁悬浮运输系统弯道，包括在基准线(L)两侧对称分布的永磁体(1)和聚磁极(2)，其特征在于所述基准线(L)的外侧横向增加1-5列辅助永磁体(1’)。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑珺，邓自刚，林群煦，刘伟，叶常青，王家素，王素玉，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]