CN211227896U - 带冷却***的高温超导磁悬浮轨道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，包括轨道底板(1)，所述轨道底板(1)两侧对称设有列车支撑结构，该列车支撑结构包括垂直于所述轨道底板(1)设置的轨道梁(5)、以及设于该轨道梁(5)顶部且与该轨道梁(5)垂直的轨道面(2)，所述轨道面(2)顶部设有永磁铁(3)，所述轨道支撑结构之间设有驱动机构，该驱动机构包括垂直于所述轨道底板(1)设置的直线电机转子支座(6)，以及设于该直线电机转子支座(6)上的直线电机转子(4)。本实用新型的高温超导磁悬浮轨道，使该列车能够在轨道上保持悬浮状态，同时通过控制***对列车驱动结构的控制来控制列车的运行，达到精确控制的效果。

Description

带冷却***的高温超导磁悬浮轨道

技术领域

本实用新型属于高温超导磁悬浮轨道领域，更具体地，涉及一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道。

背景技术

目前，国内外都在加紧高温超导磁悬浮列车的研制。磁悬浮列车分为常导和超导两种，常导是采用电磁悬浮技术，悬浮的机理的依靠电磁铁通电后产生磁场对F轨的吸力使列车悬浮，常导磁浮列车已在国内外得到商业运用，如上海机场磁浮，长沙磁浮和北京S1线磁浮。而超导是依靠超导体在低温状态下产生的磁场与铺在轨道上的永磁体相互作用产生悬浮力，与常导悬浮***有本质的区别。高温超导技术目前在国内外正处于研发状态，国内西南交大建立了缩放的模型，磁浮轨道采用地面铺设，目前仅满足低速通过。国外也处于试验阶段。将高温超导技术应用在环境下，列车理论速度可以达到4000km/h，随着人们对速度的追求，高温超导磁浮列车具有广阔的前景，但是相关的成套技术正处于起步阶段，带冷却***的高温超导磁悬浮轨道也处于研究阶段。

高温超导磁悬浮中的直线电机转子在列车运行时需要长期连续的运行，而电机的长期连续运行会产生大量的热能，使得直线电机转子长期处于高温状态，减少电机的使用寿命，增加能耗。本实用新型研制了一种高温超导磁悬浮轨道带冷却功能的直线电机转子支座，可以在直线电机转子运行时对直线电机转子进行冷却，可以在高温超导磁悬浮***线路的正线、辅助线、车辆段及停车场内应用。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，通过列车支撑结构给列车提供向上的支撑力，使该列车能够在轨道上保持悬浮状态，通过控制冷却与驱动结构来为列车提供驱动力和降低直线电机转子的温度，同时通过控制***对列车驱动结构的控制来控制列车的运行，达到精确控制的效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，包括轨道底板，

所述轨道底板两侧对称设有列车支撑结构，该列车支撑结构包括垂直于所述轨道底板设置的轨道梁、以及设于该轨道梁顶部且与该轨道梁垂直的轨道面，所述轨道梁整体结构为竖直设置的混凝土板，在轨道底板铺设完成之后，浇筑在该轨道底板上，用于作为磁悬浮列车的支撑结构，所述轨道面整体结构为长方体板状结构，水平对称设于所述轨道梁顶部，并通过螺栓实现固定连接；

所述轨道面顶部设有永磁铁，该永磁铁的结构与形状与所述轨道面的结构与形状相匹配，共同构成磁悬浮列车走行的轨道；

所述轨道支撑结构之间设有驱动机构，该驱动机构包括垂直于所述轨道底板设置的直线电机转子支座，以及设于该直线电机转子支座上的直线电机转子，该直线电机转子与设于磁悬浮列车底部的直线电机定子、以及所述永磁铁配合，支撑列车悬浮一定高度，并驱动列车走行。

进一步地，所述直线电机转子支座整体为长方体结构，其底部开设有通孔，该通孔中设有冷却管，该冷却管为所述直线电机转子冷却散热。

进一步地，所述冷却管为圆形或方形管道，为两根或多根，各冷却管成排设于所述通孔中。

进一步地，所述轨道底板靠近轨道梁内侧设有一排螺栓通孔，该螺旋通孔与所述轨道梁平行设置。

进一步地，所述永磁铁整体为与所述轨道面具有相同截面的长方体板状结构，并通过磁吸引力与所述轨道面固定连接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本实用新型的高温超导磁悬浮轨道，通过列车支撑结构给列车提供向上的支撑力，使该列车能够在轨道上保持悬浮状态，通过控制冷却与驱动结构来为列车提供驱动力和降低直线电机转子的温度，同时通过控制***对列车驱动结构的控制来控制列车的运行，达到精确控制的效果。

2.本实用新型的高温超导磁悬浮轨道，该轨道面具有良好刚度和强度的优质钢材制造，在承受列车的载荷时不会发生变形与损坏，进一步地提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的安全性与可靠性。

3.本实用新型的高温超导磁悬浮轨道，在列车运行时通过设置在列车底盘位置的高温超导体与设置在列车支撑结构的永磁铁发生同级排斥作用，产生悬浮力使列车悬浮，避免列车与轨道接触摩擦影响运行速度，使列车能够完成高速运动。

4.本实用新型的高温超导磁悬浮轨道，在列车稳定运行时，直线电机转子持续工作，通过冷却管对该驱动机构进行辅助散热，避免电机长期处于高温状态，导致减少电机的使用寿命，增加能耗。

5.本实用新型的磁悬浮列车运行方法，对高温超导体进行降温处理，使其和设置在轨道面上的永磁铁产生相反的磁极，产生排斥力，与列车自身的重力向抵消，从而使列车悬浮于轨道顶部一定高度，并通过直线电机驱动其走行或制动，实现了高温超导磁悬浮列车的稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道立体模型示意图；

图2为图1的平面图；

图3为图2中A-A剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道轨道底板示意图；

图5为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道轨道面示意图；

图6为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道永磁铁示意图；

图7为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道直线电机转子示意图；

图8为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道轨道梁示意图；

图9为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道直线电机转子支座示意图；

图10为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道冷却管示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-轨道底板、2-轨道面、3-永磁铁、4-直线电机转子、5-轨道梁、6-直线电机转子支座、7-冷却管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道立体模型示意图。如图1所示，该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道包括轨道底板1、列车支撑结构和驱动机构。列车支撑结构和驱动机构固定安装在轨道底板1上，在列车的运行过程中，通过列车支撑结构给列车提供向上的支撑力，使该列车能够在轨道上保持悬浮状态。之后，通过控制冷却与驱动结构来为列车提供驱动力和降低直线电机转子4的温度，同时，通过控制***对列车驱动结构的控制来控制列车的运行，达到精确控制的效果。

如图1-图3所示，该轨道底板1整体为具有矩形截面的板道，该轨道底板1为该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的安装底座，在轨道底板1 上端面靠近前后两端位置设置有螺栓通孔，且在该轨道底板1上端面中间位置设置有预埋螺栓，该螺栓通孔和预埋螺栓左右方向布置且延中间平面对称，螺栓通孔用于和设置在轨道底板下部布置有预埋螺栓的混凝土道基固定连接，通过螺栓固定的方式保证轨道底板1不会发生松动，避免安全隐患的存在，提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的安全性和可靠性。预埋螺栓用于列车驱动结构的固定安装，为该列车驱动结构提供安装基地。

如图1、图4、图5、图6和图8所示，该列车支撑结构包括轨道面2、永磁铁3和轨道梁5。其中，轨道梁5整体结构为竖直设置的混凝土板，该轨道梁5布置在轨道底板1上，位于轨道底板1上端面设置的螺栓通孔外侧，且该轨道梁5左右方向布置且延中间平面对称，在轨道底板1铺设完成之后，浇筑在该轨道底板1上，为该列车支撑结构提供基地与支撑。同时，该轨道梁5的上端面设置有预埋螺栓，以便于轨道面2的固定安装，提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的可行性。轨道面2整体结构为长方体板状结构，该轨道面2水平设置在轨道梁5上端面上，且该轨道面2 左右方向布置且延中间平面对称，同时，与设置在轨道梁5上端面上的预埋螺栓通过螺栓固定的方式进行固定连接，为永磁铁3提供安装基地。优选地，该轨道面2应选用具有良好刚度和强度的优质钢材制造，一方面，在承受列车的载荷时不会发生变形与损坏，进一步地提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的安全性与可靠性。另一方面，选用优质钢材制造该轨道面2有利于通过永磁铁3对钢制材料的吸引达到永磁铁3的固定安装，提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的可行性。永磁铁3整体结构为与轨道面2具有相同截面的长方体板状结构，该永磁铁3设置在轨道面2 上端面上，通过自身对钢材的吸引力完成固定安装，同时，该永磁铁3左右方向布置且延中间平面对称。在列车运行时通过设置在列车底盘位置的高温超导体与设置在列车支撑结构的永磁铁3发生同级排斥作用，产生悬浮力使列车悬浮，避免列车与轨道接触摩擦影响运行速度，使列车能够完成高速运动，提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的可靠性。

如图1、图7、图9和图10所示，该驱动机构包括直线电机转子4、直线电机转子支座6和冷却管7。其中，直线电机转子支座6整体结构为长方体结构，该长方体结构左右端面之间开有矩形通孔，便于冷却管7的安装。该直线电机转子支座6设置在轨道底板1的中间位置，通过与布置在轨道底板1上端面中间位置的预埋螺栓固定连接在轨道底板1，且该直线电机转子支座6上端面上设置有预埋螺栓，以便于直线电机转子4的安装。在列车运行时，通过该直线电机转子支座6将直线电机转子4受到的相互作用力传递到带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的轨道底板1上，为直线电机转子4提供稳定支撑，保证列车的安全运行，提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的安全性和可靠性。直线电机转子4整体为长方体结构，通过螺栓连接的方式布置在直线电机转子支座6的上端面，用于为列车提供驱动力。在列车运行的过程中，其通过设置在列车底部结构上的感应板相互作用，产生驱动力来完成列车运动和制动，提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的可行性。冷却管7整体结构为圆形管道，该冷却管7三根并列布置在直线电机转子支座6下端中空结构内部。在列车稳定运行时，直线电机转子4持续工作，通过冷却管7对该驱动机构进行辅助散热，避免电机长期处于高温状态，导致减少电机的使用寿命，增加能耗。提高该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道的实用性和安全性。

本实用新型实施例一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，工作原理及其具体实施步骤如下：

步骤1：在列车运行前，应对列车与该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道进行检测，以达到排出安全隐患的目的，确保列车安全运行。之后将该列车迁移至带冷却***的高温超导磁悬浮轨道上侧，完成发车前准备。

步骤2：在完成发车前准备之后，首先对高温超导体进行降温处理，使其和设置在轨道面2上的永磁铁3产生相反的磁极，产生排斥力，与列车自身的重力向抵消，从而到达使列车悬浮的目的。

步骤3：在列车完成悬浮并且保持稳定之后，通过设置在直线电机转子支座6上的直线电机转子4产生磁场与设置在列车下部的感应板相作用，产生电磁力驱动力，推动列车的运行和制动。通过控制***对直线电机转子4通电电流的控制，从而到达对直线电机转子4产生的电磁场的强弱的控制。同时，通过设置在直线电机转子支座6内部的冷却管7对直线电机转子4进行冷却散热。

步骤4：在列车启动时，对直线电机转子4施加一个逐步放大的电流，使该直线电机转子4与感应板产生一个逐渐增大的向前驱动力；在列车稳定运行之后，对直线电机转子4施加一个较小的电流，使该直线电机转子4 与感应板产生的向前驱动力能够抵消列车运行受到的阻力，保证列车的正常运行；在列车即将进站时，对直线电机转子4施加一个逐步减小的反向电流，使该直线电机转子4与感应板产生一个逐渐减小的向后驱动力，从而帮助列车进行减速制动。

步骤5：在列车减速制动完毕之后，逐步升高设置在列车底板的高温超导体的温度，使其能够缓慢稳定的下降，直至完成停靠。此外，应定期对该带冷却***的高温超导磁悬浮轨道进行定期检查，排除安全隐患，使乘客的安全得以保障。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，包括轨道底板(1)，其特征在于：

所述轨道底板(1)两侧对称设有列车支撑结构，该列车支撑结构包括垂直于所述轨道底板(1)设置的轨道梁(5)、以及设于该轨道梁(5)顶部且与该轨道梁(5)垂直的轨道面(2)，所述轨道梁(5)整体结构为竖直设置的混凝土板，在轨道底板(1)铺设完成之后，浇筑在该轨道底板(1)上，用于作为磁悬浮列车的支撑结构，所述轨道面(2)整体结构为长方体板状结构，水平对称设于所述轨道梁(5)顶部，并通过螺栓实现固定连接；

所述轨道面(2)顶部设有永磁铁(3)，该永磁铁(3)的结构与形状与所述轨道面(2)的结构与形状相匹配，共同构成磁悬浮列车走行的轨道；

所述轨道支撑结构之间设有驱动机构，该驱动机构包括垂直于所述轨道底板(1)设置的直线电机转子支座(6)，以及设于该直线电机转子支座(6)上的直线电机转子(4)，该直线电机转子(4)与设于磁悬浮列车底部的直线电机定子、以及所述永磁铁(3)配合，支撑列车悬浮一定高度，并驱动列车走行。

2.根据权利要求1所述的一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，其特征在于，所述直线电机转子支座(6)整体为长方体结构，其底部开设有通孔，该通孔中设有冷却管(7)。

3.根据权利要求2所述的一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，其特征在于，所述冷却管(7)为圆形或方形管道，为两根或多根，各冷却管成排设于所述通孔中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，其特征在于，所述轨道底板(1)靠近轨道梁(5)内侧设有一排螺栓通孔，该螺旋通孔与所述轨道梁(5)平行设置。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种带冷却***的高温超导磁悬浮轨道，其特征在于，所述永磁铁(3)整体为与所述轨道面(2)具有相同截面的长方体板状结构，并通过磁吸引力与所述轨道面(2)固定连接。

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