CN100465020C - 用于磁悬浮列车的非精确对位集能永磁悬浮装置 - Google Patents

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Abstract

一种非精确对位集能永磁悬浮装置，其中：悬浮动力舱两侧端各有一外延部，与该外延部对应的，在弓形吊枕的两侧端各有一内延部；外延部下方固定有铁磁性翼槽，其槽口向下，铁磁性翼槽内镶嵌有两个异极相邻的翼永磁体，形成集能永磁悬浮翼；内延部上方固定有铁磁性轨槽，其槽口向上，铁磁性轨槽内镶嵌有两个异极相邻的轨永磁体，形成集能永磁轨道；翼永磁体与轨永磁体同极相对，为列车提供悬浮力；翼永磁体与轨永磁体的宽度相同，翼永磁体的厚度为轨永磁体厚度的1-3倍；两个异极相邻的翼永磁体之间以及翼永磁体与铁磁性翼槽侧壁之间设置有非铁磁性嵌体；两个异极相邻的轨永磁体之间以及轨永磁体与铁磁性轨槽侧壁之间设置有非铁磁性嵌体。

Description

用于磁悬浮列车的非精确对位集能永磁悬浮装置
技术领域
本发明属于磁悬浮技术领域。具体地说涉及一种用于磁悬浮列车的非精确对位集能永磁悬浮装置。
背景技术
永磁悬浮列车的悬浮力来源之一是轨永磁与车永磁同极相对产生的排斥力。现行永磁集能轨道和列车上的车永磁集能翼的N极与S极两条磁体之间无非铁磁性间隔。这种方法虽然有效地增加了悬浮能力，但轨磁与上方的翼磁对位精度要求较高，略有水平错开悬浮力即减小，不利于悬浮的稳定性。上述技术见德国专利《一种永磁悬浮装置》专利号10 2006 019687.2。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于磁悬浮列车的非精确对位集能永磁悬浮装置。
为实现上述目的，本发明提供的非精确对位集能永磁悬浮装置，由设置在磁悬浮列车的悬浮动力舱车体上的非精确对位集能永磁翼和设置在弓形吊枕上的非精确对位集能永磁悬浮轨道两部分组成，其中：
磁悬浮列车的悬浮动力舱镶嵌在弓形吊枕内，该弓形吊枕固定在跨梁下方；
悬浮动力舱两侧端各有一外伸的外延部，与该外延部对应的，在弓形吊枕的两侧端各有一内收的内延部；
外延部下方固定有铁磁性翼槽，其槽口向下，铁磁性翼槽内镶嵌有两个异极相邻的翼永磁体，形成集能永磁悬浮翼；
内延部上方固定有铁磁性轨槽，其槽口向上，铁磁性轨槽内镶嵌有两个异极相邻的轨永磁体，形成集能永磁轨道；
翼永磁体与轨永磁体同极相对，为列车提供悬浮力；
翼永磁体与轨永磁体的宽度相同，翼永磁体的厚度为轨永磁体厚度的1-3倍，较佳地为2倍；
两个异极相邻的翼永磁体之间以及翼永磁体与铁磁性翼槽侧壁之间设置有非铁磁性嵌体；
两个异极相邻的轨永磁体之间以及轨永磁体与铁磁性轨槽侧壁之间设置有非铁磁性嵌体；
由上述的翼永磁体和轨永磁体分别镶嵌在各自的铁磁性槽基内，且同极相对，形成非精确对位集能永磁轨结构和非精确对位集能永磁悬浮翼结构，既为列车提供强大的悬浮力，又允许列车集能永磁轨与集能水磁悬浮翼水平横向发生一定程度的错位而不造成悬浮力大的变化。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，翼永磁体和轨永磁体为硬磁材料，如钕铁硼材料。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，翼永磁体和轨永磁体为块状。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，铁磁性翼槽和铁磁性轨槽为碳钢、硅钢、不锈钢、钴、镍或其合金。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，两个翼永磁体之间的非铁磁性嵌体的厚度小于与铁磁性翼槽侧壁之间的非铁磁性嵌体的厚度。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，两个轨永磁体之间的非铁磁性嵌体的厚度小于与铁磁性轨槽侧壁之间的非铁磁性嵌体的厚度。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，两个翼永磁体之间的非铁磁性嵌体与两个轨永磁体之间的非铁磁性嵌体的宽度相同。
所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，非铁磁性嵌体为聚胺脂、聚四氟乙烯、混凝土、铜或铝。
本发明将翼永磁体和轨永磁体分别镶嵌在各自的铁磁性槽基内，且同极相对，形成非精确对位集能永磁轨结构和非精确对位集能永磁悬浮翼结构，既为列车提供强大的悬浮力，又允许列车集能永磁轨与集能水磁悬浮翼水平横向发生一定程度的错位而不造成悬浮力大的变化的技术。
附图说明
图1为本发明非精确对位集能永磁悬浮装置在吊轨磁悬浮路-车上安装位置示意图；
图2a、2b为本发明非精确对位集能永磁悬浮装置结构与磁力线分布示意图。
具体实施方式
以下描述是结合附图对本发明作的详细说明，而不应该被理解为是对本发明的限定。
首先请参阅图1，是本发明在吊轨磁悬浮列车上的应用。吊轨磁悬浮列车1由两部分组成，上部为悬浮动力舱1a，下部为车厢1b，悬浮动力舱1a镶嵌在弓形吊枕2内，悬浮动力舱1a两侧端各有一外伸的外延部，该外延部的下方对称地各设置一非精确对位集能永磁悬浮翼4。
弓形吊枕2固定在跨梁3的下方，弓形吊枕的两侧端各有一内收的内延部，该内延部上方对称地各设置一非精确对位集能永磁轨道5。弓形吊枕2的两侧面为导向轨道，用于与悬浮动力舱1a下方的导向定滑轮6接触，将吊轨磁悬浮列车员支撑在两条导向轨道的中央。
非精确对位集能永磁悬浮翼4与非精确对位集能永磁轨道5两者同极相对，该浮翼4支撑列车悬浮在非精确对位集能永磁轨道5上方。
接着请参阅图2a，为非精确对位集能永磁悬浮翼4的结构，两个块状异极翼永磁体7异极相邻地镶嵌在铁磁性翼槽8内，即：一侧比如左侧的翼永磁体为N极向槽口，另一侧比如右侧的翼永磁体为S极向槽口，每侧磁体的中央都设有螺孔9，螺栓通过螺孔9将块状异极翼永磁体7固定在铁磁性翼槽8的底部。铁磁性翼槽8的底部两侧各开有1个沉头孔10，用于与列车翼基固定。在两个翼永磁体7之间夹有非铁磁性隔层12’，翼永磁体7与铁磁性翼槽8的侧壁之间也夹有非铁磁性隔层12。
请参阅图2b，为非精确对位集能永磁轨5的结构，两个块状异极轨永磁体11镶嵌在铁磁性轨槽13内，其两个轨永磁体11的磁极性质与翼永磁体7两个极性同极相对。两个轨永磁体11的中央都设有螺孔14，螺栓通过螺孔14将块状异极轨永磁体11固定在铁磁性轨槽13的底部。铁磁性轨槽13的底部两侧各开有一个沉头孔15，专用于与轨基连接固定设计的。在两个轨永磁体11之间之间夹有非铁磁性隔层16’，轨永磁体11与铁磁性轨槽13的侧壁之间也夹有非铁磁性隔层16。
本发明的非精确对位集能永磁悬浮装置中，块状异极永磁体之间形成了由N极到S极的抛物线型磁力线，当将其镶嵌到铁磁性槽内后，铁磁性槽壁与异极永磁体外侧之间又形成了两个形状对称的次级抛物线型磁力线。一侧由N极到槽壁，另一侧由槽壁到S极。因铁磁性材料的导磁率几乎是空气导磁率的无穷大倍，所以开放磁场的表面，即槽口面集中了绝大部分静磁能量。在异极磁体之间设有非铁磁性嵌体，保证了集能轨与集能翼上下相对发生一定水平错位时悬浮力无大的变化。
铁磁性翼槽8与铁磁性轨槽13的壁厚度相同，翼永磁体7和轨永磁体11之间所夹的非铁磁性隔层的厚度也相同。两个翼永磁体7之间与两个翼轨磁体11之间的非铁磁性隔层12’、16’厚度相同，但非铁磁性隔层12’、16’厚度小于永磁体与槽壁之间的非铁磁性隔层12、16的厚度
翼永磁体7的厚度与轨永磁体11的厚度不同，翼永磁体7的厚度是轨永磁体11的1-3倍，较佳地为2倍。实验证明这一厚度比例既节省了轨磁的用量，又获得了比较理想的悬浮效果。
本发明非精确对位集能永磁悬浮装置应用于磁悬浮列车上有如下优点：
1、节约轨磁铺设量50％；
2、同比悬浮力提高48％；
3、磁路通畅，永磁体不易退磁。
4、轨磁与翼磁对位精度要求低，降低了加工成本。

Claims (7)

1、一种非精确对位集能永磁悬浮装置，由设置在磁悬浮列车的悬浮动力舱车体上的非精确对位集能永磁翼和设置在弓形吊枕上的非精确对位集能永磁悬浮轨道两部分组成，其中：
磁悬浮列车的悬浮动力舱镶嵌在弓形吊枕内，该弓形吊枕固定在跨梁下方；
悬浮动力舱两侧端各有一外伸的外延部，与该外延部对应的，在弓形吊枕的两侧端各有一内收的内延部；
外延部下方固定有铁磁性翼槽，其槽口向下，铁磁性翼槽内镶嵌有两个异极相邻的翼永磁体，形成集能永磁悬浮翼；
内延部上方固定有铁磁性轨槽，其槽口向上，铁磁性轨槽内镶嵌有两个异极相邻的轨永磁体，形成集能永磁悬浮轨道；
翼永磁体与轨永磁体同极相对，翼永磁体和轨永磁体均为钕铁硼材料，两者同极相对，为列车提供悬浮力；
翼永磁体与轨永磁体的宽度相同，翼永磁体的厚度为轨永磁体厚度的1-3倍；
两个异极相邻的翼永磁体之间以及翼永磁体与铁磁性翼槽侧壁之间设置有非铁磁性隔层；
两个异极相邻的轨永磁体之间以及轨永磁体与铁磁性轨槽侧壁之间设置有非铁磁性隔层；
上述的翼永磁体和轨永磁体分别镶嵌在各自的铁磁性槽基内，且同极相对，形成非精确对位集能永磁悬浮轨结构和非精确对位集能永磁悬浮翼结构，既为列车提供强大的悬浮力，又允许列车集能永磁悬浮轨与集能永磁悬浮翼水平横向发生一定程度的错位而不造成悬浮力大的变化。
2、如权利要求1所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，翼永磁体和轨永磁体为块状。
3、如权利要求1所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，两个翼永磁体之间的非铁磁性隔层的厚度小于所述翼永磁体与铁磁性翼槽侧壁之间的非铁磁性隔层的厚度。
4、如权利要求1所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，两个轨永磁体之间的非铁磁性隔层的厚度小于所述轨永磁体与铁磁性轨槽侧壁之间的非铁磁性隔层的厚度。
5、如权利要求1所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，两个翼永磁体之间的非铁磁性隔层与两个轨永磁体之间的非铁磁性隔层的宽度相同。
6、如权利要求1所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，翼永磁体的厚度为轨永磁体厚度的2倍。
7、如权利要求1所述的非精确对位集能永磁悬浮装置，其中，非铁磁性嵌体为聚胺脂、聚四氟乙烯、混凝土、铜或铝。
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