CN106671823A - 一种高温超导永磁双面悬浮输运*** - Google Patents

一种高温超导永磁双面悬浮输运*** Download PDF

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赵立峰
李林波
赵勇
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/08—Sliding or levitation systems

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种高温超导永磁双面悬浮输运***，主要由车体(1)、转向架(2)、基座(8)、线性电机驱动***和高温超导永磁悬浮***组成。所述高温超导永磁悬浮***为由固定在转向架(2)下部的U型液氮杜瓦(6)及对称悬空布置在基座两侧的悬臂型永磁轨道(11)构成的双面永磁悬浮***。悬臂型永磁轨道(11)嵌合在U型液氮杜瓦(6)的U型开口内。U型液氮杜瓦(6)内与悬臂型永磁轨道(11)对应部位的上部空间(61)及下部空间(62)对称布置高温超导块。采用本发明的构造，可提高悬浮力及导向力，提高了永磁轨道利用率。

Description

一种高温超导永磁双面悬浮输运***
技术领域
本发明涉及一种高温超导永磁悬浮输运***，尤其适用于以中高速在两地间输运人员及货物的高温超导永磁悬浮输运***。
背景技术
磁悬浮列车***由于无机械传动装置，没有轮轨的接触，因而在高速下具有较高的安全性。其驱动力仅需克服***运行过程中的空气阻力，在交通运输行业越来越受到大家的重视。此外，常规常导磁悬浮***的稳定悬浮通常是需要复杂的主动控制***，而高温超导磁悬浮***由于其独有的自稳定特性，不需要消耗额外的能源以维持其稳定性，从而使其具有广泛的应用前景。
然而在传统的高温超导永磁悬浮***中，高温超导块材通常采用悬浮布置于永磁轨道上方，而轨道下方的磁场未能得到充分的利用。这使得传统高温超导磁悬浮***的磁轨利用率较低。
发明内容
为克服传统磁悬浮方式的磁轨利用率较低的缺点，本发明采用在永磁轨道上下方同时布置高温超导块材的方式，使得永磁轨道上下表面磁场均得到充分利用。
本发明的目的是通过如下的手段实现的。
一种高温超导永磁双面悬浮输运***，主要由车体1、转向架2、基座8、线性电机驱动***和高温超导永磁悬浮***组成。所述高温超导永磁悬浮***为由固定在转向架2下部的U型液氮杜瓦6及对称悬空布置在基座两侧的悬臂型永磁轨道11构成的双面永磁悬浮***；悬臂型永磁轨道11嵌合在U型液氮杜瓦6的U型开口内，U型液氮杜瓦内与悬臂型永磁轨道对应部位放置有多个高温超导块；悬臂型永磁轨道11由多组纯铁间壁与永磁体交替组合构成，两相邻永磁体的充磁方向相异。
车体固定于转向架2上，次级感应板12固定于转向架2中轴线底部，初级线圈7固定于基座8顶端；次级感应板12和初级线圈7共同组成线性电机驱动***。
进一步地，所述U型液氮杜瓦6内与悬臂型永磁轨道11对应部位的上部空间61及下部空间62对称布置高温超导块。
相较于传统高温超导永磁轨道单面磁悬浮方式，本发明的结构有效提高永磁轨道悬浮力及导向力分别达到60％以上，大幅度提高了永磁轨道的利用效率。
附图说明
图1是图2中所示A—A断面剖视图；
图2是图1的侧向视图；
图3是本发明***中悬臂型永磁轨道11的断面磁结构示意图；
图中，1.车体，2.转向架，3.高温超导块，4.液氮加注口，5.定位板，6.U型液氮杜瓦，7.初级线圈，8.基座，9.U型支撑座，10.紧固螺栓，11.悬臂型永磁轨道，12.次级感应板，13.纯铁间壁，14.永磁体。61.U型液氮杜瓦的上部空间,62.U型液氮杜瓦的下部空间。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
结合图1-图3可看到，本发明高温超导永磁双面悬浮输运***主要由车体1、转向架2、基座8、线性电机驱动***和高温超导永磁双面悬浮***五部分组成。其中：
车体1固定于转向架2上；次级感应板12固定于转向架2中轴线底部，初级线圈7固定于基座8顶端。次级感应板12和初级线圈7共同组成线性电机驱动***。
永磁轨道11由纯铁间壁13将永磁体14夹持而成，并由紧固螺栓10将两组悬臂型永磁轨道11对称悬空固定于基座8上。图3中箭头表示永磁体14磁化方向。U型液氮杜瓦6内部高温超导块3被定位板5紧压固定在相应于悬臂型永磁轨道11中间三个纯铁间壁13的位置。液氮经由液氮加注口4注入到U型液氮杜瓦6内，以使高温超导块3进入超导态；U型液氮杜瓦6被固定于U型支撑座9中，U型支撑座9固定于转向架2的底部。由此，由U型液氮杜瓦6、U型支撑座9、悬臂型永磁轨道11及其紧固螺栓10共同组成高温超导永磁双面悬浮***。
工作方式简述：
1.悬浮过程：
经液氮加注口4向U型液氮杜瓦6注入液氮，并使得高温超导块3在悬臂型永磁轨道11产生的磁场中进入超导态。由于在悬臂型永磁轨道11上方的高温超导块3在车体及转向架2重力作用下有向下靠近悬臂型永磁轨道11的趋势，这使得位于悬臂型永磁轨道11上方的高温超导块3与悬臂型永磁轨道11间产生排斥力。与此同时，位于悬臂型永磁轨道11下方的高温超导块3有远离悬臂型永磁轨道11的趋势，这使得位于悬臂型永磁轨道11下方的高温超导块3与悬臂型永磁轨道11间产生吸引力。由此位于悬臂型永磁轨道11上下方高温超导块3将共同提供该高温超导永磁双面悬浮输运***所需的悬浮力。此外，位于悬臂型永磁轨道11上下方的高温超导块3在冷却至超导态的过程中，各自俘获的部分磁通共同提供导向力，从而使得该高温超导永磁双面悬浮***具有较强的侧向稳定性。
2.运行过程：
悬浮后的该高温超导永磁双面悬浮***在组成线性电机的次级感应板12和初级线圈7的相互作用下，推动U型液氮杜瓦6及其承载的转向架2和车体1与悬臂型永磁轨道11及基座间产生相对运动。转向架2使得U型液氮杜瓦6与车体1间可以发生相对转动，从而使得该高温超导永磁双面悬浮输运***可以顺利的通过弯道。
以上的结构保证了悬挂式高温超导磁悬浮列车安全、平稳的运行。

Claims (3)

1.一种高温超导永磁双面悬浮输运***，主要由车体(1)、转向架(2)、基座(8)、线性电机驱动***和高温超导永磁悬浮***组成，其特征在于，所述高温超导永磁悬浮***为由固定在转向架(2)下部的U型液氮杜瓦(6)及对称悬空布置在基座两侧的悬臂型永磁轨道(11)构成的双面永磁悬浮***；悬臂型永磁轨道(11)嵌合在U型液氮杜瓦(6)的U型开口内，U型液氮杜瓦内与悬臂型永磁轨道对应部位放置有多个高温超导块；悬臂型永磁轨道(11)由多组纯铁间壁与永磁体交替组合构成，两相邻永磁体的充磁方向相异；
车体(1)固定于转向架(2)上；次级感应板(12)固定于转向架(2)中轴线底部，初级线圈(7)固定于基座(8)顶端；次级感应板(12)和初级线圈(7)共同组成线性电机驱动***。
2.根据权利要求1所述的高温超导永磁双面悬浮输运***，其特征在于，所述U型液氮杜瓦(6)内与悬臂型永磁轨道(11)对应部位的上部空间(61)及下部空间(62)对称布置高温超导块。
3.根据权利要求1所述的高温超导永磁双面悬浮输运***，其特征在于，所述悬臂型永磁轨道由螺栓对称悬空联接布置在基座两侧。
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