CN100377911C - 暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统 - Google Patents

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Abstract

一种暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，由暗轨和车辆两部分组成，其中：暗轨的双孔涵道各自上部中央开有轨缝，两侧涵道壁上设有受力牛腿，各牛腿上铺设有永磁轨，永磁轨的外侧设有滑轨；牛腿上方的涵道壁均设有凹形导向平衡悬浮轨。车辆由地面车厢和地下磁悬浮舱两部分组成，并由腹梁连接成一体；舱壁两侧面上下各设有两条平衡磁，一条为N极，另一条为S极；舱壁两侧面且两条平衡磁之间设有导向定滑轮，该导向定滑轮轴设在连梁上；舱壁两侧面的底部且位于平衡磁的下方各设有一条翼磁。磁悬浮舱镶嵌在双孔涵道内，磁悬浮舱两侧的平衡磁与双孔涵道内的导向平衡悬浮轨相对应，导向定滑轮支撑在导向平衡悬浮轨的凹形断面中间，翼磁与永磁轨同极相对应。

Description

暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统
技术领域
本发明涉及一种暗轨磁悬浮式列车运输系统，具体地说，涉及一种轨道在地下，车辆在地上的暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统。
技术背景
磁悬浮列车的核心技术之一是悬浮系统。德国采用的是气隙传感电磁吸悬浮技术；日本采用的是超导电动悬浮技术；中国GK06采用的是永磁补偿式悬浮技术。
德国TR与日本MLX系列磁悬浮列车所采用的磁悬浮技术有着共同的缺点：造价高、控制成本高、悬浮能力小、能耗高、资源耗费多、悬浮工作状态稳定性差。中国GK06永磁补偿式悬浮技术虽然在降低造价、增大有效悬浮能力、节约能源等方面有了重大突破，但仍存在三个突出的缺点：
(1)磁能量补偿分散；
(2)钕铁硼永磁材料用量多增大了造价；
(3)列车与轨道气隙小，控制难度大，运行阻力大。
以上技术参见《磁悬浮铁路系统与技术》(中国科学与技术出版社2003.11)；《管道真空永磁补偿式悬浮列-车高架路-站系统》(中国专利号：ZL00105737.5)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统。本发明能提高磁悬浮列车的悬浮力，降低造价，更重要的是能将磁悬浮线路建设在城市“条形”和“环形”绿化带内，使城市绿地具有交通功能。
为实现上述目的，本发明提供的暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，由地下暗轨和车辆两部分组成，其中：
地下暗轨为双孔涵道，双孔涵道的各自上部中央开有轨缝；双孔涵道的两侧涵道壁上设有受力牛腿，各牛腿上铺设有永磁铁制成的永磁轨，永磁轨的外侧设有滑轨；位于牛腿上方的涵道壁均设有由铁磁性材料制成的凹形导向平衡悬浮轨；
车辆由地面车厢和地下磁悬浮舱两部分组成，并由设在轨缝中的腹梁将两者连接成一体；磁悬浮舱的舱壁两侧面的上下各设有两条永磁铁制成的平衡磁，同一侧面的上下平衡磁按一条N极，另一条S极的方式设置；在舱壁的两侧面且两条平衡磁之间设有导向定滑轮，该导向定滑轮轴设在连梁上；磁悬浮舱的舱壁两侧面的底部且位于平衡磁的下方各设有一条永磁铁制成的翼磁。
磁悬浮舱镶嵌在双孔涵道内，磁悬浮舱两侧的平衡磁与双孔涵道内的导向平衡悬浮轨相对应，两者气隙为5-60mm；
磁悬浮舱的翼磁与双孔涵道的永磁轨同极相对应，两者气隙为2-60mm，对磁悬浮舱产生向上的斥悬浮力；
磁悬浮舱的导向定滑轮支撑在双孔涵道的导向平衡悬浮轨的凹形断面中间，将磁悬浮舱控制在轨道中央悬浮状态。
所述轨缝上部设有缝冠。
所述磁悬浮舱的舱壁两侧的上端面且位于平衡磁的顶部内侧设有上滑靴。
所述磁悬浮舱的舱壁两侧的下端面且位于翼磁的内侧设有下滑靴。
所述永磁轨、平衡磁和翼磁由钕铁硼永磁材料制成。
附图说明
图1为本发明暗轨双孔涵道剖面示意图；
图2为本发明磁悬浮车辆剖面示意图；
图3为本发明暗轨双孔涵道与磁悬浮车辆结合关系剖面示意图。
具体实施方式
以下内容是结合附图对本发明作的详细描述，而不应被理解为是对本发明的限定。
请参阅图1，是本发明暗轨双孔涵道剖面示意图，从图中可以看出本发明暗轨的构成：由钢筋混凝土涵壁1围成的双孔涵道2，双孔涵道2的上部中央开有轨缝3，轨缝3上设有缝冠8以保护土壤19及草坪20不落入涵道内。在涵道壁1上设有受力牛腿4，在牛腿4上铺设有永磁轨5，永磁轨5的外侧设有滑轨6，在牛腿4以上的涵壁1设有凹形导向平衡悬浮轨7。本发明的暗轨中采用的永磁轨例如但不限于钕铁硼(NdFeB)永磁材料制成；导向平衡悬浮轨由铁磁性材料制成；滑轨、缝冠由非铁磁性材料制成。
请参阅图2，是本发明磁悬浮车辆剖面示意图，从图中可看出本发明车辆的构成：由安装在地面上的车厢9、安装在地下的磁悬浮舱10及将两者连接成一体的腹梁11组成。磁悬浮舱10的舱壁13两侧面上下各有两条平衡磁12，同一侧的上下两条平衡磁为不同极性，即其中一条为N极，另一条则为S极。在两侧面的上下两条平衡磁12之间设有导向定滑轮14，该导向定滑轮14轴设在连梁18上。磁悬浮舱10的舱壁13两侧面的底部且位于平衡磁12的下方各设有一翼磁15。磁悬浮舱10的舱壁13两侧的上端面且位于平衡磁12的顶部内侧设有上滑靴16，磁悬浮舱10的舱壁13两侧的下端面且位于翼磁15的内侧设有下滑靴17。本发明的车辆部分采用的平衡磁与翼磁例如但不限于钕铁硼(NdFeB)永磁材料制成。其他由普通金属制成。
请参阅图3，是本发明暗轨双孔涵道与磁悬浮车辆结合关系剖面示意图。从图中可以看出：车厢9在草坪20的上方运行，磁悬浮舱10镶嵌在双孔涵道2内，从而杜绝了脱轨和翻车。磁悬浮舱10两侧的平衡磁12与双孔涵道2内的导向平衡悬浮轨7相对应，两者气隙5-60mm。当两者水平高度一致时，竖向吸力为0，当前者高度低于后者时，对磁悬浮舱10产生向上的悬浮力，当前者的高度高于后者时，对磁悬浮舱10产生向下的拉力。磁悬浮舱上的翼磁15与双孔涵道的永磁轨5同极相对应，两者气隙2-60mm，对磁悬浮舱10产生向上的斥悬浮力。磁悬浮舱的导向定滑轮14支撑在双孔涵道的导向平衡悬浮轨7的凹形断面中间，将磁悬浮舱10控制在轨道中央悬浮状态。磁悬浮舱的上滑靴16的作用是防止磁悬浮舱10与双孔涵道2顶板碰触，磁悬浮舱的下滑靴17的作用是为防止翼磁15与永磁轨5碰触。连接车辆地面和地下两部分的腹梁11在轨缝3中运行。
本发明的车辆在行驶或停车时，受到斥悬浮力和上下平衡悬浮力的双重作用呈稳定悬浮状态。本发明暗轨永磁平衡补偿悬浮技术应用于磁悬浮列车上有如下优点：
1)运力大，相当于德国的6倍，即可客运又可货运；2)造价低，相当于德国TR系列的1/10；3)节能，耗能相当于德国TR系列的10％；4)列车自重轻，相当于德国的1/3。

Claims (5)

1.一种暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，由地下暗轨和车辆两部分组成，其中：
地下暗轨为双孔涵道，双孔涵道的各自上部中央开有轨缝；双孔涵道的两侧涵道壁上设有受力牛腿，各牛腿上铺设有永磁铁制成的永磁轨；车辆由车厢和磁悬浮舱两部分组成，并由设在轨缝中的腹梁将两者连接成一体；其特征在于：
各牛腿上铺设的永磁轨的外侧设有滑轨；
位于牛腿上方的涵道壁均设有由铁磁性材料制成的凹形导向平衡悬浮轨；
磁悬浮舱的舱壁两侧面的上下各设有两条永磁铁制成的平衡磁，同一侧面的上下平衡磁按一条N极，另一条S极的方式设置；在舱壁的两侧面且两条平衡磁之间设有导向定滑轮，该导向定滑轮轴设在连梁上；磁悬浮舱的舱壁两侧面的底部且位于平衡磁的下方各设有一条永磁铁制成的翼磁；
磁悬浮舱镶嵌在双孔涵道内，磁悬浮舱两侧的平衡磁与双孔涵道内的导向平衡悬浮轨相对应，两者气隙为5-60mm；磁悬浮舱翼磁与双孔涵道的永磁轨同极相对应，两者气隙为2-60mm，对磁悬浮舱产生向上的斥悬浮力；磁悬浮舱的导向定滑轮支撑在双孔涵道的导向平衡悬浮轨的凹形断面中间，将磁悬浮舱控制在轨道中央悬浮状态。
2.权利要求1的暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，其特征在于，所述轨缝上部设有缝冠。
3.权利要求1的暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，其特征在于，所述磁悬浮舱的舱壁两侧的上端面且位于平衡磁的顶部内侧设有上滑靴。
4.权利要求1的暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，其特征在于，所述磁悬浮舱的舱壁两侧的下端面且位于翼磁的内侧设有下滑靴。
5.权利要求1的暗轨永磁平衡补偿式悬浮系统，其特征在于，所述永磁轨、平衡磁和翼磁由钕铁硼永磁材料制成。
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