CN100493948C - 一种磁悬浮推进装置 - Google Patents
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Abstract
一种磁悬浮推进装置，它涉及的是电磁动力技术领域。它可解决现有磁悬浮列车磁悬浮安全、悬浮高度较低、能耗较大的问题。2套接在1的转轴1-1左侧端的中部，3套接在动力总成1的转轴1-1右侧端的中部，4的底部、5的底部都连接在6的上端面上，并且使2的外圆面、3的外圆面分别与第一铁轨4的上端面、5的上端面滚动连接，7套接在动力总成1的转轴1-1左侧端头上，第二磁性轮8套接在动力总成1的转轴1-1右侧端头上，9底部、10的底部都连接在底座6的上端面上，并且使7、8的外圆面分别置于9、10的正上方。本发明具有悬浮力自适应、自稳定的特点、悬浮气隙大而不需要专门的悬浮力控制装置。
Description
技术领域：
本发明涉及的是电磁动力技术领域，具体是一种磁悬浮推进装置。
背景技术：
现有磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400～500公里，适合于城市间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表，它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。尽管磁悬浮列车有上述的许多优点，但仍然存在一些不足：(1)由于磁悬浮***是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，这就存在在断电后磁悬浮安全保障的问题，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题；(2)常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高；(3)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却***重，强磁场对人体与环境还都有影响；(4)采用直线电机驱动，驱动效率较低，控制难度较大。
发明内容：
本发明的目的是提供一种磁悬浮推进装置。本发明可解决现有磁悬浮列车断电后磁悬浮的安全保障问题、常导磁悬浮技术悬浮高度较低的问题，及超导磁悬浮技术悬浮能耗较大的问题。它由动力总成1、第一支撑轮2、第二支撑轮3、第一铁轨4、第二铁轨5、底座6、第一磁性轮7、第二磁性轮8、第一感应导轨9、第二感应导轨10组成；第一支撑轮2套接在动力总成1的转轴1-1左侧端的中部，第二支撑轮3套接在动力总成1的转轴1-1右侧端的中部，第一铁轨4的底部、第二铁轨5的底部都连接在底座6的上端面上，并且使第一支撑轮2的外圆面、第二支撑轮3的外圆面分别与第一铁轨4的上端面、第二铁轨5的上端面滚动连接，第一磁性轮7套接在动力总成1的转轴1-1左侧端头上，第二磁性轮8套接在动力总成1的转轴1-1右侧端头上，第一感应导轨9底部、第二感应导轨10的底部都连接在底座6的上端面上，并且使第一磁性轮7的外圆面、第二磁性轮8的外圆面分别置于第一感应导轨9的正上方、第二感应导轨10的正上方。第一感应导轨9、第二感应导轨10都是由两层金属材料构成，其外层为磁性材料，内层为非磁性材料。
本发明具有以下优点：
1、悬浮力能自适应、自稳定的，不需要专门的悬浮力控制装置，因此不仅控制简单、安全可靠，而且成本低、运行效率高；
2、悬浮气隙大，悬浮力和推进力稳定，并且免去了对导轨高精度的要求；
3、由于能采用车上控制，可以借鉴高速轮轨的控制技术，因此需要的电力电子变换器数量少，使得控制成本低、***的可靠性提高。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图，图2是具体实施方式二的结构示意图，图3是具体实施方式一中的第一磁性轮7的结构示意图，图4是图3的左视图，图5是图3的右视图，图6是具体实施方式三中的第一磁性轮7的结构示意图，图7是图6的左视图，图8是具体实施方式四中的第一磁性轮7的结构示意图，图9是图8的左视图。
具体实施方式：
具体实施方式一：结合图1、图3、图4、图5说明本实施方式，它由动力总成1、第一支撑轮2、第二支撑轮3、第一铁轨4、第二铁轨5、底座6、第一磁性轮7、第二磁性轮8、第一感应导轨9、第二感应导轨10组成；第一支撑轮2套接在动力总成1的转轴1-1左侧端的中部，第二支撑轮3套接在动力总成1的转轴1-1右侧端的中部，第一铁轨4的底部、第二铁轨5的底部都连接在底座6的上端面上，并且使第一支撑轮2的外圆面、第二支撑轮3的外圆面分别与第一铁轨4的上端面、第二铁轨5的上端面滚动连接，第一磁性轮7套接在动力总成1的转轴1-1左侧端头上，第二磁性轮8套接在动力总成1的转轴1-1右侧端头上，第一感应导轨9底部、第二感应导轨10的底部都连接在底座6的上端面上，并且使第一磁性轮7的外圆面、第二磁性轮8的外圆面分别置于第一感应导轨9的正上方、第二感应导轨10的正上方。所述第一感应导轨9的断面形状为U型，第二感应导轨10的断面形状与第一感应导轨9的断面形状相同，第一磁性轮7的外圆面、第二磁性轮8的外圆面分别与第一感应导轨9的U型底上表面、第二感应导轨10的U型底上表面之间存在有气隙L1，气隙L1为3mm～20mm；第一磁性轮7的左端面、第二磁性轮8的右端面分别与第一感应导轨9的内侧右端面、第二感应导轨10的内侧左端面之间存在有气隙L2；气隙L2为3mm～10mm，第一磁性轮7的右端面、第二磁性轮8的左端面分别与第一感应导轨9的内侧左端面、第二感应导轨10的内侧右端面之间存在有气隙L3；气隙L3为3mm～10mm。第一感应导轨9、第二感应导轨10都是由两层金属材料构成，其外层为磁性材料，内层为非磁性材料。第一磁性轮7由多个外圆永磁片7-1、多个侧面永磁片7-2、主轮7-3组成；每个外圆永磁片7-1的一个端面都连接在主轮7-3的外圆面上，每个外圆永磁片7-1并排均匀排列，主轮7-3上的每个外圆永磁片7-1的充磁方向都为径向充磁，每个相邻外圆永磁片7-1的磁极极性相反；主轮7-3的左侧端面、右侧端面上都镶有多个侧面永磁片7-2，每个侧面永磁片7-2都围绕主轮7-3的轴心均匀排列，主轮7-3上的每个侧面永磁片7-2的充磁方向都为轴向充磁，每两个相邻侧面永磁片7-2的磁极极性相反；每个外圆永磁片7-1与相邻的两个侧面永磁片7-2的磁极极性相同；第二磁性轮8的组成和连接关系与第一磁性轮7相同。工作原理：动力总成1通过转轴1-1带动第一支撑轮2、第二支撑轮3、第一磁性轮7、第二磁性轮8高速转动，因第一磁性轮7、第二磁性轮8上有多个外圆永磁片7-1，而与第一感应导轨9、第二感应导轨之间产生向前、向上的电磁作用力，使整个装置向上悬浮，同时因第一磁性轮7、第二磁性轮8上还有多个侧面永磁片7-2，而具有在运行时能自动导向功能。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于动力总成1增加有一根转轴1-2；第一支撑轮2套接在动力总成1的转轴1-1的左侧端上，第二支撑轮3套接在动力总成1的转轴1-1的右侧端上，第一磁性轮7套接在动力总成1的转轴1-2左侧端头上，第二磁性轮8套接在动力总成1的转轴1-2右侧端头上。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图6、图7说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于第一磁性轮7由多个永磁体7-4、主导磁轮7-5组成；主导磁轮7-5的外圆表面均匀开有多个槽7-6，其槽7-6的开口方向与主导磁轮7-5的轴心线相平行，每个槽7-6中都镶嵌有一个永磁体7-4，主导磁轮7-5上的每个永磁体7-4的充磁方向都为切向充磁，每两个相邻永磁体7-4的磁极极性相同；第二磁性轮8的组成和连接关系与第一磁性轮7相同。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图8、图9说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于第一磁性轮7由多个励磁绕组7-7、主导磁铁轮7-8组成；主导磁铁轮7-8的外圆上设置有多个励磁磁极7-9，每个励磁磁极7-9都围绕主导磁铁轮7-8的轴心并排均匀排列，每个励磁磁极7-9上都镶有一个励磁绕组7-7，每个相邻励磁绕组7-7的首末端都反向串联连接或都反向并联连接；第二磁性轮8的组成和连接关系与第一磁性轮7相同。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。本实施方式中的磁场强度能根据运行情况进行实时控制。
Claims (6)
1、一种磁悬浮推进装置，其特征在于它由动力总成(1)、第一支撑轮(2)、第二支撑轮(3)、第一铁轨(4)、第二铁轨(5)、底座(6)、第一磁性轮(7)、第二磁性轮(8)、第一感应导轨(9)、第二感应导轨(10)组成；第一支撑轮(2)套接在动力总成(1)的转轴(1-1)左侧端的中部，第二支撑轮(3)套接在动力总成(1)的转轴(1-1)右侧端的中部，第一铁轨(4)的底部、第二铁轨(5)的底部都连接在底座(6)的上端面上，并且使第一支撑轮(2)的外圆面、第二支撑轮(3)的外圆面分别与第一铁轨(4)的上端面、第二铁轨(5)的上端面滚动连接，第一磁性轮(7)套接在动力总成(1)的转轴(1-1)左侧端头上，第二磁性轮(8)套接在动力总成(1)的转轴(1-1)右侧端头上，第一感应导轨(9)底部、第二感应导轨(10)的底部都连接在底座(6)的上端面上，并且使第一磁性轮(7)的外圆面、第二磁性轮(8)的外圆面分别置于第一感应导轨(9)的正上方、第二感应导轨(10)的正上方，所述第一感应导轨(9)、第二感应导轨(10)都是由两层金属材料构成，其外层为磁性材料，内层为非磁性材料。
2、根据权利要求1所述的一种磁悬浮推进装置，其特征在于动力总成(1)上增加有一根转轴(1-2)；第一支撑轮(2)套接在动力总成(1)的转轴(1-1)的左侧端上，第二支撑轮(3)套接在动力总成(1)的转轴(1-1)的右侧端上，第一磁性轮(7)套接在动力总成(1)的转轴(1-2)左侧端头上，第二磁性轮(8)套接在动力总成(1)的转轴(1-2)右侧端头上。
3、根据权利要求1所述的一种磁悬浮推进装置，其特征在于第一感应导轨(9)的断面形状为U型，第二感应导轨(10)的断面形状与第一感应导轨(9)的断面形状相同，第一磁性轮(7)的外圆面、第二磁性轮(8)的外圆面分别与第一感应导轨(9)的U型底上表面、第二感应导轨(10)的U型底上表面之间存在有气隙(L1)，气隙(L1)为3mm～20mm；第一磁性轮(7)的左端面、第二磁性轮(8)的右端面分别与第一感应导轨(9)的内侧右端面、第二感应导轨(10)的内侧左端面之间存在有气隙(L2)；气隙(L2)为3mm～10mm，第一磁性轮(7)的右端面、第二磁性轮(8)的左端面分别与第一感应导轨(9)的内侧左端面、第二感应导轨(10)的内侧右端面之间存在有气隙(L3)；气隙(L3)为3mm～10mm。
4、根据权利要求1或2所述的一种磁悬浮推进装置，其特征在于第一磁性轮(7)由多个外圆永磁片(7-1)、多个侧面永磁片(7-2)、主轮(7-3)组成；每个外圆永磁片(7-1)的一个端面都连接在主轮(7-3)的外圆面上，每个外圆永磁片(7-1)并排均匀排列，主轮(7-3)上的每个外圆永磁片(7-1)的充磁方向都为径向充磁，每个相邻外圆永磁片(7-1)的磁极极性相反；主轮(7-3)的左侧端面、右侧端面上都镶有多个侧面永磁片(7-2)，每个侧面永磁片(7-2)都围绕主轮(7-3)的轴心均匀排列，主轮(7-3)上的每个侧面永磁片(7-2)的充磁方向都为轴向充磁，每两个相邻侧面永磁片(7-2)的磁极极性相反；每个外圆永磁片(7-1)与相邻的两个侧面永磁片(7-2)的磁极极性相同；第二磁性轮(8)的组成和连接关系与第一磁性轮(7)相同。
5、根据权利要求1或2所述的一种磁悬浮推进装置，其特征在于第一磁性轮(7)由多个永磁体(7-4)、主导磁轮(7-5)组成；主导磁轮(7-5)的外圆表面均匀开有多个槽(7-6)，其槽(7-6)的开口方向与主导磁轮(7-5)的轴心线相平行，每个槽(7-6)中都镶嵌有一个永磁体(7-4)，主导磁轮(7-5)上的每个永磁体(7-4)的充磁方向都为切向充磁，每两个相邻永磁体(7-4)的磁极极性相同；第二磁性轮(8)的组成和连接关系与第一磁性轮(7)相同。
6、根据权利要求1或2所述的一种磁悬浮推进装置，其特征在于第一磁性轮(7)由多个励磁绕组(7-7)、主导磁铁轮(7-8)组成；主导磁铁轮(7-8)的外圆上设置有多个励磁磁极(7-9)，每个励磁磁极(7-9)都围绕主导磁铁轮(7-8)的轴心并排均匀排列，每个励磁磁极(7-9)上都镶有一个励磁绕组(7-7)，每个相邻励磁绕组(7-7)的首末端都反向串联连接或都反向并联连接；第二磁性轮(8)的组成和连接关系与第一磁性轮(7)相同。
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