CN115833522B - 一种匝数非对称8字型线圈、及其构成的导轨结构和*** - Google Patents
一种匝数非对称8字型线圈、及其构成的导轨结构和*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种匝数非对称8字型线圈、及其构成的导轨结构和***，涉及高速磁浮交通技术领域。该匝数非对称8字型线圈设置于超导电动磁浮交通***的导轨结构侧壁梁上，包括相对车载超导磁体上方的第一环形线圈和相对车载超导磁体下方的第二环形线圈；所述第一环形线圈和第二环形线圈反向串联，且所述第一环形线圈的匝数小于第二环形线圈的匝数。本发明提供的一种匝数非对称8字型线圈可以在起浮前和落车后与车载超导磁体间产生电磁力，从而减轻辅助支撑轮的承载，并且可在低于现有速度实现车辆的起浮和落车。并且还公开了由匝数非对称8字型线圈构成的导轨结构和***。
Description
技术领域
本发明涉及高速磁浮交通技术领域，具体涉及一种匝数非对称8字型线圈、及其构成的导轨结构和***。
背景技术
磁浮列车根据悬浮原理可分为以下四种类型：电磁悬浮型（EMS）、电动悬浮型（EDS）、高温超导悬浮型（HTS）和混合悬浮型。超导磁悬浮主要包括两种型式：一种是基于动生电流原理的超导电动磁浮列车，另一种是基于感生电流原理的高温超导磁浮列车。
EDS车辆可以实现自导向、被动悬浮且无需主动控制，具有较大的浮重比、浮阻比和悬浮高度，是目前准商业运营速度最高的磁浮方式。EDS车辆的这些优势得益于其悬浮导向***，传统的悬浮导向***由安装在导轨两侧侧壁梁上的对称8字型线圈和车载超导磁体组成。当EDS车辆高速通过导轨时，车载超导磁体提供强磁场，侧壁梁上的8字型线圈中产生感应电流，d-环路（下环路）感应磁场与车载超导磁体极性相同而产生排斥力，u-环路（上环路）感应磁场与车载超导磁体极性相反而产生吸引力，实现车辆悬浮。横向合力方向与车辆横移方向相反，实现导向。
EDS车辆的起浮/落车速度约为100～150km/h，在低于起浮/落车速度运行时，8字型线圈中产生的感应电流较小，电磁力不足以实现车辆的悬浮，转向架下方设置支撑轮，转向架两侧安装导向轮。8字型线圈和车载超导磁体的几何尺寸和电气参数直接决定了8字型线圈和车载超导磁体间的电磁耦合关系，进而决定了EDS车辆的悬浮导向性能。磁悬浮交通较轮轨交通最大的优势为无轮轨接触磨耗，运行速度小于起浮/落车速度时，均由辅助支撑轮和导向轮实现车辆的稳定运行，由于辅助支撑轮和导向轮均为橡胶材质，存在显著的磨耗和疲劳问题，增加了车辆的维修工作量和维修成本。并且在高速条件下，辅助支撑轮走行与悬浮走行时状态切换，为悬浮架结构和减振设计提出了更高的要求，相应的作动机构等也增加了悬浮架的簧下质量，降低了车辆的载客能力。为了使得EDS车辆可以在较低的速度从辅助支撑轮走行切换到悬浮走行状态；类似地，在落车时，EDS车辆也可以在较低的速度从悬浮走行状态切换到辅助支撑轮走行状态，减小辅助支撑轮与导轨的碰撞速度，减小悬浮架的振动冲击。因此，解决低速运行时悬浮力和导向力不足的问题，降低EDS车辆起浮/落车速度，是十分必要的。
传统EDS交通***导轨直线段8字型线圈采用匝数对称形式，即u-环路和d-环路的匝数相等，均为24匝。以EDS车辆起浮过程为例，在辅助支撑轮的作用下，保持车载超导磁体的中心与8字型线圈的中心重合，8字型线圈u-环路和d-环路尺寸，匝数相同，因此中心重合时8字型线圈净磁通为零。当超导EDS车辆运行速度达到起浮速度时，辅助支撑轮和导向轮收起，车辆由于重力作用而下沉，当车辆下沉时，8字型线圈和车载超导磁体中心不重合，存在一定的间隙，由于该间隙的存在导致8字型线圈净磁通不为零，8字型线圈产生感应磁场，阻碍车辆的继续下沉。当下沉量所对应的8字型线圈和车载超导磁体产生的垂向电磁力足以平衡车辆重力时，实现车辆悬浮。EDS车辆通过导轨直线段时，8字型线圈的净磁通越大，感应电流约大，电磁力越大，悬浮导向能力更强。
传统EDS交通***导轨曲线段，为了平衡通过曲线时的离心力，与轮轨曲线类似设置导轨超高。导轨为钢筋混凝土结构，通过工程施工满足缓和曲线和圆曲线导轨超高，工序较为复杂，施工难度高，建设成本大并且施工完成后无法更改。
现有技术公开了一种尺寸非对称8字型线圈和畸形8字型线圈构成的道岔***。已公开的尺寸不对称8字型线圈，未验证其正确性，未验证尺寸不对称8字型线圈的尺寸不对称程度对电磁力的影响。同时畸形不对称线圈概念模糊，未验证其可行性，同时畸形8字型线圈绕线工序复杂。在EDS***中，2个8字型线圈安装在‘田’字型安装板上，组合成一个‘田’字型模组。公开的尺寸非对称8字型线圈，改变了u-环路和d-环路的长度和宽度，与现有的‘田’字型安装板不匹配，需重新定制‘田’字型安装板，增加线路施工的成本；并且未涉及EDS交通***的曲线导轨结构问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种匝数非对称8字型线圈、及其构成的导轨结构和***。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
第一方面，本发明提出了一种匝数非对称8字型线圈，设置于超导电动磁浮交通***的导轨结构侧壁梁上，包括相对车载超导磁体上方的第一环形线圈和相对车载超导磁体下方的第二环形线圈；所述第一环形线圈和第二环形线圈反向串联，且所述第一环形线圈的匝数小于第二环形线圈的匝数。
第二方面，本发明提出了一种超导电动磁浮交通***直线段导轨结构，应用如上述匝数非对称8字型线圈，包括设置于直线段导轨一侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于直线段导轨另一侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；直线段导轨两侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈均具有相同的不对称系数。
第三方面，本发明提出了一种超导电动磁浮交通***缓和曲线段导轨结构，应用如上述匝数非对称8字型线圈，包括设置于缓和曲线段导轨内侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于缓和曲线段导轨外侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；其中缓和曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈具有相同的不对称系数，缓和曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈具有不同的不对称系数；缓和曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于缓和曲线段导轨内侧壁梁上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数，且沿曲率增大的方向上缓和曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数与缓和曲线段导轨内侧壁梁上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数的差值逐渐增大。
第四方面，本发明提出了一种超导电动磁浮交通***圆曲线段导轨结构，应用如上述匝数非对称8字型线圈，包括设置于圆曲线段导轨内侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于圆曲线段导轨外侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；其中圆曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，圆曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，且圆曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于圆曲线段导轨内侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数。
第五方面，本发明提出了一种超导电动磁浮交通***，应用如上述的直线段导轨结构、缓和曲线段导轨结构或圆曲线段导轨结构。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的一种匝数非对称8字型线圈可以在起浮前和落车后与车载超导磁体间产生电磁力，从而减轻辅助支撑轮的承载，并且可在低于现有速度实现车辆的起浮和落车。
（2）本发明提供的一种采用匝数非对称8字型线圈的直线段导轨结构在起浮后和落车前，与传统直线段导轨结构相比，超导电动磁浮车辆以相同速度在采用匝数非对称8字型线圈的直线段导轨上运行时，悬浮高度更大，进而降低车辆触轨风险。
（3）本发明提供的一种采用匝数非对称8字型线圈的缓和曲线段导轨结构和圆曲线段导轨结构可以通过调节曲线内、外侧匝数非对称8字型线圈的不对称系数，从而模拟曲线段导轨超高，弥补了传统曲线段导轨施工难度大、线型精度低的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例中一种匝数非对称8字型线圈的结构示意图；
图2为本发明实施例中直线段导轨结构的结构示意图；
图3为本发明实施例中一对交叉连接的匝数非对称8字型线圈和一对车载超导磁体的结构示意图；
图4为本发明实施例中一对交叉连接的匝数非对称8字型线圈和一对车载超导磁体的等效电路示意图；
图5为本发明实施例中匝数非对称8字型线圈具有不同不对称系数时所对应的磁阻力响应示意图；
图6为本发明实施例中匝数非对称8字型线圈具有不同不对称系数时所对应的导向力响应示意图；
图7为本发明实施例中匝数非对称8字型线圈具有不同不对称系数时所对应的悬浮力响应示意图；
图8为本发明实施例中缓和曲线段导轨结构和圆曲线段导轨结构的结构示意图。
其中附图标记为：1-导轨，2-车体，3-车载超导磁体，4-第一环形线圈，5-第二环形线圈，6-直线段导轨中心环线，7-直线段导轨左侧壁梁，8-直线段导轨右侧壁梁，9-导轨左侧匝数非对称8字型线圈，10-车载左侧超导磁体，11-导轨右侧匝数非对称8字型线圈，12-车载右侧超导磁体，13-交叉电缆，14-缓和曲线段导轨中心线，15-缓和曲线段导轨外侧壁梁，16-缓和曲线段导轨内侧壁梁。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种匝数非对称8字型线圈，设置于超导电动磁浮交通***的导轨结构侧壁梁上，包括相对车载超导磁体上方的第一环形线圈和相对车载超导磁体下方的第二环形线圈；所述第一环形线圈和第二环形线圈反向串联，且所述第一环形线圈的匝数小于第二环形线圈的匝数。
具体而言，本实施例应用的超导电动磁浮交通***包括导轨1和运行于导轨1上的车体2，车体2两侧分别设置有车载超导磁体3；本实施例在相对车载超导磁体3上方的导轨壁梁上设置第一环形线圈4，即为u-环路，其匝数记为
N u ；在相对车载超导磁体3下方的导轨壁梁上设置第二环形线圈5，即为d-环路，其匝数记为
N d；图1中坐标系以竖直向下方向为z轴，以水平向右方向为y轴，N和S表示磁极。与传统对称8字型线圈不同的是，本实施例中第一环形线圈4的匝数与第二环形线圈5的匝数不相等，且第一环形线圈4与第二环形线圈5的匝数关系为
N u ＜
N d，从而保证匝数非对称8字型线圈与车载超导磁体3产生的电磁力垂向分力与重力方向相反以产生排斥力，从而实现超导电动磁浮车辆的悬浮和导向。
特别地，由于起浮前和落车后，传统对称8字型线圈的悬浮间隙和净磁通均为零，超导电动磁浮车辆只能由辅助轮支撑，因此存在低速运行时悬浮力和导向力不足的问题；而本实施例采用的匝数非对称8字型线圈，虽然悬浮间隙为零，但是u-环路与d-环路净磁通不为零，匝数非对称8字型线圈中存在感应电流，匝数非对称8字型线圈与车载超导磁体间产生电磁力，电磁力的垂向分力分担部分车辆重量，减轻辅助支撑轮的承载，并且可在低于现有速度实现车辆的起浮和落车。
为了不额外增加成本，本实施例中第一环形线圈4和第二环形线圈5的匝数之和可以设置为与传统对称8字型线圈的u-环路和d-环路匝数之和相等。
实施例2
如图2所示，本实施例在实施例1提供的一种匝数非对称8字型线圈的基础上，进一步提供了一种可提高悬浮导向性能、降低起浮和落车速度的超导电动磁浮交通***直线段导轨结构，包括设置于直线段导轨一侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于直线段导轨另一侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；直线段导轨两侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈均具有相同的不对称系数。
具体而言，由于超导电动磁浮车辆在直线段导轨运行时，要求导轨两侧提供相同的悬浮力和导向力以保证车辆的平稳运行，因此本实施例中超导电动磁浮交通***直线段导轨结构在直线段导轨中心环线6两侧的直线段导轨左侧壁梁7和直线段导轨右侧壁梁8使用不对称系数k相同的匝数非对称8字型线圈；图2中坐标系以竖直向下方向为z轴，以水平向右方向为y轴，以导轨中心线方向为x轴，A-A表示匝数非对称8字型线圈的剖面方向。
本实施例为了描述匝数非对称8字型线圈的第一环形线圈4的匝数与第二环形线圈5的匝数之间的差异，提供了一种匝数非对称8字型线圈的不对称系数来表征匝数非对称8字型线圈的不对称程度，其计算方式为：
其中，
k为不对称系数，
N d 为匝数非对称8字型线圈中第一环形线圈4的匝数，
N u 为匝数非对称8字型线圈中第二环形线圈5的匝数。
下面对本实施例中安装在EDS交通***直线段导轨结构两侧的一对交叉链接的匝数非对称8字型线圈和一对车载超导磁体的电路特性进行分析。
如图3所示，一对交叉链接的匝数非对称8字型线圈和一对车载超导磁体的电磁耦合关系可根据动态电路理论等效为图4的电路，图3中坐标系以竖直向下方向为z轴，以水平向右方向为y轴，以导轨中心线方向为x轴。导轨中心线沿y轴正方向定义为导轨右侧，沿y轴负方向定义为导轨左侧。导轨右侧匝数非对称8字型线圈11位于车载右侧超导磁体12右侧，导轨左侧匝数非对称8字型线圈9位于车载左侧超导磁体10左侧；导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路的电阻为
R ru 、自感为
L ru ，d-环路的电阻为
R rd 、自感为
L rd ，u-环路的感应电压为
e ru ，d-环路的感应电压为
e rd ，回路电流为
i r ；导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路的电阻为
R lu 、自感为
L lu ，d-环路的电阻为
R ld 、自感为
L ld ，u-环路的感应电压为
e lu ，d-环路的感应电压为
e ld ，回路电流为
i l 。左右两侧匝数非对称8字型线圈的交叉电流为
i rl ，左右两侧超导磁体电流
I s ，匝数
N s 。可以得到导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路与车载右侧超导磁体12间的互感系数为：
其中，
N ru 为导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路线圈匝数，
μ 0为真空磁导率，
c s 超导磁体曲线积分路径，
c ru 为导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路线圈曲线积分路径，
dl s 为超导磁体线元，
dl ru 为导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路线圈线元，
r s,ru 为超导磁体线元与导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路线圈线元的距离。
导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的d-环路与车载左侧超导磁体10间的互感系数为：
其中，
N rd 为导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的d-环路线圈匝数，
c rd 为导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的d-环路线圈曲线积分路径，
dl rd 为导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的d-环路线圈线元，
r s,rd 为超导磁体线元与导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的d-环路线圈线元的距离。
导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路与车载左侧超导磁体10间的互感系数为：
其中，
N lu 为导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路线圈匝数，
c lu 为导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路线圈曲线积分路径，
dl lu 为导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路线圈线元，
r s,lu 为超导磁体线元与导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路线圈线元的距离。
导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的d-环路与车载左侧超导磁体10间的互感系数为：
其中，
N ld 为导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的d-环路线圈匝数，
c ld 为导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的d-环路线圈曲线积分路径，
dl ld 为导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的d-环路线圈线元，
r s,ld 为超导磁体线元与导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的d-环路线圈线元的距离。
导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的u-环路感应电压为：
导轨右侧匝数非对称8字型线圈11的d-环路感应电压为：
导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的u-环路感应电压为：
导轨左侧匝数非对称8字型线圈9的d-环路感应电压为：
从而得到一对交叉链接的匝数非对称8字型线圈和一对车载超导磁体的电磁耦合关系等效电路为：
其中，Mud为u-环路对d环路产生的互感，Mdu为d-环路对u-环路产生的互感。
上述等效电路的电流求解方式采用迭代求解，电磁力采用虚功原理求解。
以本实施例的直线段导轨为例，选取的匝数非对称8字型线圈的环路匝数和不对称系数如下表：
| 参数 | 类型-1 | 类型-2 | 类型-3 | 类型-4 | 类型-5 | 类型-6 | 类型-7 | 类型-8 |
| Nu | 1 | 6 | 10 | 18 | 28 | 27 | 25 | 24 |
| Nd | 47 | 42 | 38 | 33 | 20 | 21 | 23 | 24 |
| k | 46/48 | 36/48 | 28/48 | 15/48 | 8/48 | 6/48 | 2/48 | 0 |
上述所有匝数非对称8字型线圈的电磁力计算结果如图5至7所示。图5是运行速度v为500km/h时，不同不对称系数k，所对应的磁阻力响应。k取值越大，稳定区间磁阻力整体呈增大趋势。图6是运行速度v为500km/h时，不同不对称系数k，所对应的导向力响应。k取值越大,稳定区间导向力整体呈增大趋势。图7是运行速度v为500km/h时，不同不对称系数k，所对应的导向力响应。k取值越大,稳定区间悬浮力整体呈增大趋势。
根据上述分析可知，相同运行速度和悬浮间隙条件下，本实施例采用的匝数非对称8字型线圈能产生更大的悬浮力和导向力，并且随着不对称系数k的增大，电磁力增大效果越明显。安装在导轨两侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈与车载超导磁体产生的电磁力大小与车辆运行速度、悬浮间隙成正比，因此相同悬浮间隙条件下，本实施例采用匝数非对称8字型线圈，可在较低的运行速度时产生平衡车辆重力的电磁力，从而提高悬浮导向性能，降低EDS车辆的起浮和落车速度。
实施例3
如图8所示，本实施例在实施例1提供的一种匝数非对称8字型线圈的基础上，进一步提供了一种具有高精度虚拟导轨超高，并且超高量可调节的超导电动磁浮交通***缓和曲线段导轨结构，包括设置于缓和曲线段导轨内侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于缓和曲线段导轨外侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；其中缓和曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈具有相同的不对称系数，缓和曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈具有不同的不对称系数；缓和曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于缓和曲线段导轨内侧壁梁上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数，且沿曲率增大的方向上缓和曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数与缓和曲线段导轨内侧壁梁上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数的差值逐渐增大；图8中坐标系以竖直向下方向为z轴，以水平向右方向为y轴，以导轨中心线方向为x轴，A-A和B-B表示匝数非对称8字型线圈的剖面方向。
具体而言，超导电动磁浮车辆通过曲线时，由于离心力的存在，需要设置导轨超高以平衡离心力，从而使得车辆顺利通过缓和曲线。由于不同不对称系数k的匝数非对称8字型线圈所产生的电磁力大小不同，因此本实施例中超导电动磁浮交通***在缓和曲线段导轨中心线14两侧的缓和曲线段导轨外侧壁梁15和缓和曲线段导轨内侧壁梁16上采用不同不对称系数k的匝数非对称8字型线圈，缓和曲线段导轨内侧壁梁16上采用具有相同的不对称系数的匝数非对称8字型线圈，缓和曲线段导轨外侧壁梁15上采样具有不同的不对称系数的匝数非对称8字型线圈；缓和曲线段导轨外侧壁梁15上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于缓和曲线段导轨内侧壁梁16上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数，且沿曲率增大的方向上缓和曲线段导轨外侧壁梁15上匝数非对称8字型线圈的不对称系数与缓和曲线段导轨内侧壁梁16上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数的差值逐渐增大。超导电动磁浮车辆通过曲线时，缓和曲线段导轨外侧壁梁15上的匝数非对称8字型线圈提供较大的悬浮力和导向力，缓和曲线段导轨内侧壁梁16上的匝数非对称8字型线圈提供较外侧小的悬浮力和导向力，在沿曲率增大方向上不对称系数的差值逐渐增大，从而模拟缓和曲线段以一定线型规律逐渐增大的导轨超高，使得车辆顺利通过导轨曲线段。
本实施例提供的的超导电动磁浮交通***缓和曲线段导轨结构，无需对导轨的土木结构进行特殊施工，仅需改变曲线段内外侧匝数非对称8字型线圈的不对称系数，即可提供全线的虚拟导轨超高。曲线外侧不对称系数大于曲线内侧不对称系数，超导电动磁浮车辆通过曲线时，曲线外侧产生悬浮高度较曲线内侧悬浮高度更高，以平衡离心力，保证车辆顺利通过曲线。与传统的超导电动磁浮交通***的线路曲线段相比，不改变基础结构，通过调节曲线内外侧的不对称系数k，设置虚拟超高的大小，降低选线难度，减小建设成本，提高曲线通过能力。
实施例4
本实施例在实施例1提供的一种匝数非对称8字型线圈的基础上，进一步提供了一种超导电动磁浮交通***圆曲线段导轨结构，包括设置于圆曲线段导轨内侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于圆曲线段导轨外侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；其中圆曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，圆曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，且圆曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于圆曲线段导轨内侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数。
具体而言，与实施例3类似的，超导电动磁浮车辆通过曲线时，由于离心力的存在，需要设置导轨超高以平衡离心力，从而使得车辆顺利通过圆曲线。由于不同不对称系数k的匝数非对称8字型线圈所产生的电磁力大小不同，因此本实施例中超导电动磁浮交通***在圆曲线段导轨结构内外侧采用不同不对称系数k的匝数非对称8字型线圈，圆曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，圆曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，且圆曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于圆曲线段导轨内侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数。由于圆曲线曲率恒定，圆曲线段导轨外侧与内侧的不对称系数的差恒定。圆曲线段导轨外侧不对称系数与内侧不对称系数恒定的差，模拟圆曲线段恒定的导轨超高。
实施例5
本实施例在实施例2至4提供的直线段导轨结构、缓和曲线段导轨结构或圆曲线段导轨结构的基础上，进一步提供了一种超导电动磁浮交通***，应用如上述实施例的直线段导轨结构、缓和曲线段导轨结构或圆曲线段导轨结构。
本实施例提供的一种超导电动磁浮交通***具有上述实施例的有益效果。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种匝数非对称8字型线圈，设置于超导电动磁浮交通***的导轨结构侧壁梁上，其特征在于，包括相对车载超导磁体上方的第一环形线圈和相对车载超导磁体下方的第二环形线圈；所述第一环形线圈和第二环形线圈反向串联，且所述第一环形线圈的匝数小于第二环形线圈的匝数；所述第一环形线圈和第二环形线圈的不对称系数的计算方式为：
其中，k为不对称系数，N d为匝数非对称8字型线圈中第二环形线圈的匝数，N u为匝数非对称8字型线圈中第一环形线圈的匝数。
2.一种超导电动磁浮交通***直线段导轨结构，应用如权利要求1所述匝数非对称8字型线圈，其特征在于，包括设置于直线段导轨一侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于直线段导轨另一侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；直线段导轨两侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈均具有相同的不对称系数；所述不对称系数的计算方式为：
其中，k为不对称系数，N d为匝数非对称8字型线圈中第二环形线圈的匝数，N u为匝数非对称8字型线圈中第一环形线圈的匝数。
3.一种超导电动磁浮交通***缓和曲线段导轨结构，应用如权利要求1所述匝数非对称8字型线圈，其特征在于，包括设置于缓和曲线段导轨内侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于缓和曲线段导轨外侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；其中缓和曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈具有相同的不对称系数，缓和曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈具有不同的不对称系数；缓和曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于缓和曲线段导轨内侧壁梁上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数，且沿曲率增大的方向上缓和曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数与缓和曲线段导轨内侧壁梁上相对位置的匝数非对称8字型线圈的不对称系数的差值逐渐增大；所述不对称系数的计算方式为：
其中，k为不对称系数，N d为匝数非对称8字型线圈中第二环形线圈的匝数，N u为匝数非对称8字型线圈中第一环形线圈的匝数。
4.一种超导电动磁浮交通***圆曲线段导轨结构，应用如权利要求1所述匝数非对称8字型线圈，其特征在于，包括设置于圆曲线段导轨内侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈和设置于圆曲线段导轨外侧壁梁上的匝数非对称8字型线圈；其中圆曲线段导轨内侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，圆曲线段导轨外侧壁梁上所有的匝数非对称8字型线圈的不对称系数均为恒定值，且圆曲线段导轨外侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数大于圆曲线段导轨内侧壁梁上匝数非对称8字型线圈的不对称系数；所述不对称系数的计算方式为：
其中，k为不对称系数，N d为匝数非对称8字型线圈中第二环形线圈的匝数，N u为匝数非对称8字型线圈中第一环形线圈的匝数。
5.一种超导电动磁浮交通***，其特征在于，应用如权利要求2所述的一种超导电动磁浮交通***直线段导轨结构、权利要求3所述的一种超导电动磁浮交通***缓和曲线段导轨结构或权利要求4所述的一种超导电动磁浮交通***圆曲线段导轨结构。
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