CN108053738A - 在现行高铁轨道上加装反u型励磁罩的亚真空磁悬浮超音速列车模型实验平台 - Google Patents

在现行高铁轨道上加装反u型励磁罩的亚真空磁悬浮超音速列车模型实验平台 Download PDF

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Abstract

在现行高铁轨道上加装反U型励磁罩的亚真空磁悬浮超音速列车模型实验平台。包括列车模型(以下简称车模)外壳，车轮，轨道及装在车模中的永磁条块；外部加装反U型的励磁罩(系列)，与已有轨道路基墙裙结合可建设成密闭的亚真空管道，车模在管道内高速运行；脉冲电流模块(系列)分别与反U型励磁线圈依次电路连接；光电检测***，速度司控单元，充电储能装置，都受列车运行控制***控制其励磁脉冲的相序及电能输送，从而改变其交变磁场，控制车模加速或者减速运行。在加速时车模依靠磁悬浮为动力，实现无摩擦低气阻超音速运行；在减速时车模因重力自然下垂，车轮与轨道接触，靠机械刹车制动，实现停站或安全驻车。

Description

在现行高铁轨道上加装反U型励磁罩的亚真空磁悬浮超音速 列车模型实验平台
技术领域：
本发明涉及一种全新超音速列车模型实验平台，特别是在现行的高铁轨道上两边建路基墙裙并加装反U型励磁罩组建成的亚真空管道，以磁悬浮为动力，以轨道为安全制动的合二为一的低空气阻力的超音速高速列车模型。
背景技术：
当前，有两种列车的速度在不断提高，一种是以高压电驱动电机为动力让车轮在轨道上运行的高速轮轨列车，车速可达400Km/h，且制动平稳安全，但是轮扫掠力，特别是轨道接触摩擦力及空气阻力会严重阻碍其速度的提升；另一种是以磁悬浮为动力无(轨道)接触摩擦力的磁悬浮高速列车，由于没有机械摩擦，所以速度越来越快，从200-600Km/h，在真空下已可达4000Km/h。但是磁悬浮列车最大的缺点也是其优点产生的，就是因为无轨道摩擦力，无法形成机械制动，一旦停电，就会造成车毁人亡的大事故，安全可靠性低；因而限制了其进一步推广应用。虽然磁悬浮在速度上比高速列车更胜一筹，但在现阶段高速轮轨列车的发展却远胜于磁悬浮，究其原因在于：高速轮轨列车的最大优势在于兼容现有轨道，而磁悬浮列车无法在现有轨道上升级，其每公里造价是高速列车轨道的两倍以上，足以抵消其技术优势。
现在有关实验室已分别建成了轨道高速列车模型实验平台及磁悬浮列车模型实验平台，但两个领域内的课题、实验研究互不相干，更分道扬镳，各自领域的先进技术无法兼容，不能实现优势互补。
发明内容：
本发明的目的在于提供在现有高铁轨道上两边建路基墙裙并加装反U型励磁罩组合建成亚真空管道，以磁悬浮为动力，在管道内实现无摩擦小风阻超音速运行，同时又可借用现有高铁技术中的道轨与车轮实现机械制动、平稳安全的列车模型实验平台。
本发明的技术方案：在现行高铁轨道上的两边建路基墙裙并加装反U型励磁罩组合成亚真空磁悬浮超音速列车模型实验平台。它包括：车模外壳、装在车模下边的车轮及其接触的轨道；在高铁轨道的两边建路基墙裙且与反U型励磁罩组合成亚真空管道；装在车模中的两块平摆着且极性相反的永磁条块与装在车模两侧及上顶部的反U型励磁线圈中的铁芯组合成一个个闭环磁路；外部与系列反U型励磁线圈相连的为系列脉冲电流模块；装在车模下部的光栅与系列光电检测***对应的数控中央提供测控讯号；速度控制单元接受数控中央提供的讯号，向脉冲电流模块发出指令加速或减速；充电储能装置向脉冲电流模块提供足够的大电流。
本发明的有益效果：此发明在现行高铁轨道上加装反U型的励磁罩且与路基墙裙组合成亚真空管道，将磁悬浮与高速轮轨列车的优点合二为一，组建一种全新的超音速列车模型，其有益效果表现在四个方面：1、磁环闭路效果好，较直线电机而言可形成更大范围磁场，电磁转换率更高，电磁吸引力更大；2、可以在现行轨道上进行不破坏性改造，在建造成本上远比重新铺设磁悬浮轨道及直线电机成本低；3、反U型励磁罩与轨道组成密闭管道形成亚真空状态，列车可以在低空气阻力下运行，较直线电机与动车电机均有技术优势；4、在充分发挥磁悬浮无摩擦、低气阻，实现高速的同时，又借助高铁轮轨列车的车轮与轨道的制动特性，实现安全靠站与驻车。也就是说此发明列车在高速时，车轮离轨悬空，在磁悬浮状态无摩擦高速运行；当停靠站或事故时，列车低速，车轮自然下落在轨道上运行与制动，实现安全停驻，自然合一。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明
图1.本发明主视图
图2.图1 A-A局部剖视俯视图
图3.本发明右视图
图中：101、102、103、104～10N反U型励磁罩(系列)
201、202、203、204～20N脉冲电流模块(系列)，
301、302永磁条块，4、车模外壳，5、车轮，6、轨道，7、光电检测***，8、数据中央控制台，9、充电储能装置，10、速度司控单元，11、反U型励磁铁芯(系列)，12、反U型励磁线圈(系列)，13、路基墙裙，14、探测光栅(系列)。
具体实施方式：
在图1，图2，图3中，一个个反U型励磁罩(系列)(101)、(102)、(103)、(104)～(10N)与路基墙裙(13)结合，组成一个可抽成亚真空的管道，将车模外壳(4)、车轮(5)、轨道(6)及探测光栅(系列)(14)全部罩住；在车模外壳(4)中还有两块横向设置的且极性互为反向的永磁条块(301)，(302)并与反U型励磁线圈(系列)(12)中的反U型励磁铁芯(系列)(11)对应，组成一个闭合对应磁极，两对磁极之间隙，就是磁悬浮列车运动的空间；外部：脉冲电流模块(系列)(201)(202)(203)(204～20N)通过导线与反U型励磁线圈(系列)(12)分别相连；数据中央控制台(8)与充电储能装置(9)，速度司控单元(10)、光电检测***(7)相连，并且指令脉冲电流模块(系列)(201～20N)向反U型励磁线圈(系列)(12)提供加速的正向脉冲(或者提供减速的逆向脉冲)，当车模达到一定的速度时，完全可依靠电磁悬浮力向前推进，此时车轮(5)脱离轨道(6)，实现高速无摩擦运行，当到站或发生事故时，车模因重力自然下落，车轮(5)与轨道(6)接触，依靠机械刹车制动，实现站停或安全驻车。

Claims (2)

1.所述在现行高铁列车轨道上加装反U型励磁罩的亚真空磁悬浮超音速列车模型实验平台，包括车模外壳，反U型励磁罩(系列)，反U型励磁线圈(系列)，反U型励磁铁芯(系列)，车模中的永磁条块，车轮，轨道，路基墙裙，光电检测***，其特征在于：反U型励磁罩系列相连，并与现有路基墙裙结合可建设成亚真空的管道，车模与轨道均布置于封闭的管道内部，车模内设有永磁条块。
2.根据权利要求1所述的全新超音速列车模型实验平台，其特征在于：在高速运行时，是以磁悬浮为动力，为悬空无摩擦运行；在低速运行时，车模因重力自然下垂，车轮着轨道，依靠机械制动，停驻。
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