CN101481893A - 轮轨磁悬浮通用技术 - Google Patents

Abstract

轮轨磁悬浮通用技术属于地面轨道交通技术领域，具体主要包括了轮轨磁悬浮两用轨道、电磁轨道、电磁道岔、悬浮导向技术以及配合使用的列车。其特征在于，轮轨磁悬浮两用轨道可与纯悬浮轨道、普通轮轨轨道相互连接，形成通行的轨道交通系统；长定子绕组、悬浮轨道在纯磁悬浮轨道中的相互位置关系，与长定子绕组、悬浮轨道在轮轨磁悬浮两用轨道中的相互位置关系一致；普通轮轨轨道中两条钢轨之间的轨距，与轮轨磁悬浮两用轨道中两条钢轨之间的轨距相同。它将轮轨技术与磁悬浮技术相结合，用于满足长距离高速运输需求的技术，具有建设成本低廉、通用性强、节能环保等优点。

Description

轮轨磁悬浮通用技术

技术领域

地面轨道交通技术领域，具体主要包括了轮轨磁悬浮两用轨道、电磁轨道、电磁道岔、悬浮导向技术以及配合使用的列车。

背景技术

目前设计的磁悬浮运输系统主要分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。

电磁悬浮系统(EMS)是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。

电力悬浮系统(EDS)将磁铁使用在运动的机车上以在感应导轨上产生电流。由于机车和感应导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑，这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术支持下得到了发展。

磁悬浮技术与传统的轮轨技术相比优势在于速度更快，而与飞机相比优势则在于无排放、节能环保。由于有效载荷大，根据德国专家的测算，磁悬浮技术的能耗仅是小汽车的1/3，飞机的1/5。

就目前已有的磁悬浮技术，其缺陷主要在于：一、磁悬浮其轨道和车辆不能与轮轨运输系统相互兼容，不同的磁悬浮技术彼此之间也不能相互兼容，这就使得它们只能适用于点对点的直通客流，难以形成完善的运输路网系统。二、磁悬浮线路道岔结构庞大而复杂，可靠性不能保证。轮轨铁路通过钢轨道岔实现列车的转辙。磁悬浮列车的轨道由钢梁或混凝土梁构成，道岔只能移动整梁，实践中用8台液压千斤顶，以约50吨的转辙力使数百吨重的梁移动数米行程，而且转辙后锁定困难，可靠性差。而运输组织必须要采用大量道岔，构成磁浮线路的高架桥梁又大约是普通路基的4-5倍，因而工程造价高。

从1825年第一条轮轨铁路出现到此时的180多年里，大部分国家都在不断修筑轮轨轨道、桥梁、隧道、火车站等设施，基本形成了完整的地面轮轨交通系统，假若以目前的磁悬浮技术来建造相同里程的交通系统进行替换升级，需要占用耗费大量的土地，所需要的建设时间也将更长，而且在经济成本上也极不合算。实际上轮轨、磁悬浮技术也是各有优缺。

发明内容

本发明的目的主要在于解决上述问题，提供能与轮轨轨道相互兼容的通用高速轨道和车辆，具体主要包括了轮轨磁悬浮两用轨道、电磁轨道、电磁道岔、悬浮导向技术以及配合使用的列车。

本发明的技术解决方法如下：

一种轮轨轨道，其特征在于，在轮轨轨道中铺设有两条相互平行的钢轨，在两条钢轨的外侧设置有侧轨，侧轨的内壁与钢轨基本保持平行，侧轨的高度大于钢轨的高度；

直线电机的长定子绕组被安装固定在侧轨上并与钢轨基本保持平行，长定子绕组处于两条钢轨共同所在的平面之上。

一种轮轨磁悬浮两用轨道，其特征在于，悬浮轨道铺设安装于两条钢轨的外侧或/和两条钢轨之间，悬浮轨道与钢轨之间保持一定的间隔距离，悬浮轨道和钢轨均基本保持相互平行，悬浮轨道所产生的磁场基本垂直于地面；

所述悬浮轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道。

一种轮轨磁悬浮两用轨道，其特征在于，长定子绕组饶在铁磁性轨道内部，铁磁性轨道为如钢、铁、镍、钴或其合金材料，长定子绕组与铁磁性轨道共同构成悬浮驱动轨道；

悬浮驱动轨道被安装固定于两条侧轨上，悬浮驱动轨道处于两条钢轨共同所在的平面之上，悬浮驱动轨道和钢轨均基本保持相互平行。

上述轮轨磁悬浮两用轨道，其特征进一步在于，安装在侧轨上的导向轨道与钢轨基本保持平行，导向轨道处于两条钢轨共同所在的平面之上，导向轨道所产生的磁场基本平行于地面；

所述导向轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道。

上述轮轨磁悬浮两用轨道可与纯磁悬浮轨道、普通轮轨轨道相互连接，形成通行的轨道交通系统，其特征进一步在于，长定子绕组、悬浮轨道在纯磁悬浮轨道中的相互位置关系，与长定子绕组、悬浮轨道在轮轨磁悬浮两用轨道中的相互位置关系一致；

普通轮轨轨道中两条钢轨之间的轨距，与轮轨磁悬浮两用轨道中两条钢轨之间的轨距相同。

在上述轨道中行驶的磁悬浮列车，其特征在于，磁悬浮列车通过悬浮磁组与悬浮轨道进行相互作用从而实现悬浮，所述悬浮磁组可使用的元件包括永磁体、常导线圈电磁体和由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料；

安装在磁悬浮列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆部分和导向圆部分，导向圆半径大于支撑圆半径，磁悬浮列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨上行驶。

在上述轨道中行驶的列车，其特征在于，安装固定在列车上的短转子磁组与安装固定在侧轨上的长定子绕组之间相互对应且相互不接触，所述短转子磁组可使用的元件包括永磁体、常导线圈电磁体和由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料；

通过控制长定子绕组内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与短转子磁组相互作用，从而控列车的运动状态；

在列车的两侧安装辅助导向滑轮，辅助导向滑轮可沿侧轨的内壁水平滚动；

安装在列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆部分和导向圆部分，导向圆半径大于支撑圆半径，列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨上行驶；

所述列车包括磁悬浮列车和轮轨列车，轮轨列车统指不能悬浮行驶的列车。

一种由基架和电线构成的电磁轨道，其特征在于，基架由基座和基座上大小相同、间隔相同的方形基柱两部分构成，基架之间可相互拼接成任意长的轨道基架；

将一条粗细均匀的电线按照相同的旋转方向在基柱上进行重复饶圈，每个方形基柱上的饶圈数目均相同；

当为所述电线通以直流电时，在电磁轨道上产生一段分布均匀、方向一致的励磁磁场。

一种用于实现磁悬浮列车转辙的电磁道岔，其特征在于，电磁道岔由两段或两段以上相互不平行的电磁辙道与原车道在分岔处对接构成；

原车道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道；

电磁辙道均是由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

在磁悬浮列车行驶到电磁道岔之前，选择为电磁道岔中的一段电磁辙道通电，使电磁辙道上产生一段与原车道的磁场方向、大小相同的励磁磁场，电磁辙道和原车道上的磁场方向均基本垂直于地面。

一种磁悬浮导向技术，其特征在于，磁悬浮列车的悬浮磁组位于悬浮轨道的正上方，磁悬浮列车的导向磁组位于悬浮轨道的侧上方，导向磁组的磁场方向和悬浮磁组的磁场方向相同，导向磁组的磁场方向和悬浮轨道的磁场方向相反，在同一水平面内导向磁组的磁场强度大于悬浮磁组的磁场强度，即依靠悬浮磁组与悬浮轨道之间的排斥作用为磁悬浮列车提供悬浮力，依靠导向磁组与悬浮轨道之间的排斥作用为磁悬浮列车提供导向力；

悬浮磁组和导向磁组是由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料；

悬浮轨道所产生的磁场基本垂直于地面；

所述悬浮轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道。

一种磁悬浮导向驱动技术，其特征在于，磁悬浮列车的两侧均安装有固定的悬浮导向驱动磁组对，悬浮导向驱动磁组A与悬浮导向驱动磁组B为一对，悬浮导向驱动磁组A与悬浮导向驱动磁组B之间异极相对、磁场方向平行于水平面，悬浮导向驱动磁组A和悬浮导向驱动磁组B为永磁体、常导线圈电磁体或由高温超导材料制作的电磁体；

长定子绕组饶在铁磁性轨道内部，铁磁性轨道为如钢、铁、镍、钴或其合金材料，长定子绕组与铁磁性轨道共同构成悬浮驱动轨道，悬浮驱动轨道被安装固定于侧轨上并位于悬浮导向驱动磁组A与悬浮导向驱动磁组B之间；

通过控制悬浮导向驱动磁组A或/和悬浮导向驱动磁组B内的电流强度，使悬浮导向驱动磁组A、悬浮导向驱动磁组B在水平方向上均与悬浮驱动轨道保持稳定的间隔距离，所述间隔距离在0.5厘米以上；

通过控制长定子绕组内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与悬浮导向驱动磁组A、悬浮导向驱动磁组B相互作用，从而控制磁悬浮列车的运动状态。

本发明至少具有以下积极效果：

1、两用轨道能在已有的轮轨轨道基础上进行升级，充分利用已有的桥梁、隧道、车站等设施，节约建设用地，减少施工量，缩短施工时间，从而节约了整体工程成本。

2、两用轨道能与纯悬浮轨道和轮轨轨道相互兼容连接，形成通行的交通网系统。

3、侧轨可以防止列车发生脱轨事故，保障列车的行车安全性。

4、电磁道岔结构简单，可与钢轨共面使用。

根据下面结合附图对本发明所做的进一步说明，本发明的上述以及其他目的、特征和优点更加显而易见。

附图说明

图1A为一种有侧轨和长定子绕组的轮轨轨道以及对应的轮轨列车之截面图

图1B为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图

图1C为一种纯磁悬浮轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图

图2A为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图

图2B为一种磁悬浮导向驱动技术的原理示意图

图3为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图

图4为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图

图5A为基架的侧视图

图5B为基架的俯视图

图5C为一种电磁轨道的侧视图

图6为一种用于实现磁悬浮列车转辙的电磁道岔原理示意图

具体实施方式

实施例一：

图1A为一种有侧轨和长定子绕组的轮轨轨道以及对应的轮轨列车之截面图。在轮轨轨道中铺设有两条相互平行的钢轨1，在两条钢轨1的外侧设置有侧轨2，侧轨2的内壁与钢轨1基本保持平行，侧轨2的高度H大于钢轨的高度h。直线电机的长定子绕组3被安装固定在侧轨2上并与钢轨1基本保持平行，长定子绕组3处于两条钢轨1共同所在的平面之上。

安装固定在轮轨列车上的短转子磁组31与安装固定在侧轨2上的长定子绕组3之间相互对应且相互不接触，短转子磁组31可使用的元件包括永磁体、常导线圈电磁体和由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料。在轮轨列车的两侧安装辅助导向滑轮21，辅助导向滑轮21可沿侧轨2的内壁水平滚动。安装在轮轨列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆11部分和导向圆12部分，导向圆12半径大于支撑圆11半径，列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨1上行驶。

传统的轮轨列车是利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进的，它的粘着系数随列车速度的增加而减小，走行阻力却随列车速度的增加而增加，当车速增至粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时，就达到了极限。据科研人员推算，普通轮轨列车最大时速为400公里左右。如果考虑到噪音、震动、车轮和钢轨磨损等因素，实际速度不容易达到最大时速。所以，欧洲、日本现在正运行的高速列车，在速度上已没有多大潜力。运用本发明，可在普通铁路两侧加装侧轨和长定子绕组，为现有的客运、货运轮轨列车加装短转子磁组31即可有效提高运输速度，且提速成本低。加装辅助导向滑轮21可以防止车体与侧轨2相互摩擦，侧轨2可避免发生脱轨事故。轮轨列车低速度运行时，辅助导向滑轮21并不与侧轨2接触。

图1B为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图。图1B中的轨道是在图1A中的轨道基础上增加铺设了三条悬浮轨道4，悬浮轨道4分别铺设在两条钢轨1的外侧和两条钢轨之间，侧轨2为L形。三条悬浮轨道4均与钢轨1保持一定的间隔距离，悬浮轨道4和钢轨1均基本保持相互平行，三条悬浮轨道4所产生的磁场均基本垂直于地面。悬浮轨道4包括：a.由铝板排列而成的感应轨道；b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道：c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；d.由永磁体构成的永磁轨道。a、b悬浮轨道主要应用于磁悬浮列车高速运行区段，由a、b悬浮轨道上方的悬浮磁组使之被动产生感应磁场；c、d悬浮轨道主要应用于磁悬浮列车启动停靠区段，c悬浮轨道是通过电流主动产生励磁磁场为磁悬浮列车提供悬浮力，d悬浮轨道结构简单可提供稳定的悬浮力，缺点是吸附铁磁性杂物后不易清除。a、b、c、d四种悬浮轨道各有优缺，适用区域不同，成本各不相同，主要由建设方的预算和建设地段的实际情况来决定。

超导电磁体悬浮力的特性是悬浮高度越低悬浮力越大，磁悬浮导向技术就是利用这种特性来减少甚至减免对磁悬浮列车高度和导向的控制。另外，高温超导材料的物理特性使其对于通过其中磁力线有定扎作用，磁悬浮导向技术利用该原理可进一步增强磁悬浮列车行驶时的稳定性。如图1B中的磁悬浮列车，车体主要为非铁磁性材料，磁悬浮列车的悬浮磁组41位于悬浮轨道4的正上方，磁悬浮列车的导向磁组42位于悬浮轨道4的侧上方，导向磁组42的磁场方向和悬浮磁组41的磁场方向相同，导向磁组42的磁场方向和悬浮轨道4的磁场方向相反，在同一水平面内导向磁组42的磁场强度大于悬浮磁组41的磁场强度，即依靠悬浮磁组41与悬浮轨道4之间的排斥作用为磁悬浮列车提供悬浮力，依靠导向磁组42与悬浮轨道4之间的排斥作用为磁悬浮列车提供导向力。悬浮磁组41和导向磁组42是由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料(如Bi系、YBCO系)和低温超导材料。通过控制长定子绕组3内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与短转子磁组31相互作用，从而控制磁悬浮列车的运动状态；

图1C为一种纯磁悬浮轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图。图1C所示纯磁悬浮轨道中长定子绕组3、悬浮轨道4之间的相互位置关系，与图1B所示轮轨磁悬浮两用轨道中长定子绕组3、悬浮轨道4之间的相互位置关系一致，相互位置关系包括彼此相互平行，彼此之间的间隔距离等。图1A图1B中两条钢轨之间的轨距，与普通轮轨轨道之间的轨距相同，如中国普通轮轨轨道的标准轨距是1435MM，俄罗斯的是1520MM。因此，图1A图1B图1C所示轨道可相互连接，形成通行的轨道交通系统，磁悬浮列车通过底部的支撑导向轮可停靠在普通的轮轨列车站以实现快速周转旅客和货物。

实施例二：

图2A为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图。在图2所示的轮轨磁悬浮两用轨道中铺设有两条相互平行的钢轨1，在两条钢轨1的外侧设置有侧轨2，侧轨2的内壁与钢轨1基本保持平行，侧轨2的高度H大于钢轨的高度h。长定子绕组饶在铁磁性轨道内部，铁磁性轨道为如钢、铁、镍、钴或其合金材料，长定子绕组与铁磁性轨道共同构成悬浮驱动轨道5，悬浮驱动轨道5处于两条钢轨1共同所在的平面之上，悬浮驱动轨道5和钢轨1均基本保持相互平行，悬浮驱动轨道5被安装固定于侧轨上并位于悬浮导向驱动磁组A 51与悬浮导向驱动磁组B 52之间。

图2B为一种磁悬浮导向驱动技术的原理示意图，磁悬浮列车的两侧均安装有固定的悬浮导向驱动磁组对，悬浮导向驱动磁组A 51与悬浮导向驱动磁组B 52为一对，悬浮导向驱动磁组A 51与悬浮导向驱动磁组B 52之间异极相对、磁场方向平行于水平面，悬浮导向驱动磁组A 51和悬浮导向驱动磁组B 52为永磁体(如钕铁硼永磁体)、常导线圈电磁体或由高温超导材料(如Bi系、YBCO系)制作的电磁体。通过控制悬浮导向驱动磁组A 51或/和悬浮导向驱动磁组B 52内的电流强度，使悬浮导向驱动磁组A 51、悬浮导向驱动磁组B 52在水平方向上均与悬浮驱动轨道5保持稳定的间隔距离，所述间隔距离在0.5厘米以上。通过控制长定子绕组内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与悬浮导向驱动磁组A 51、悬浮导向驱动磁组B 52相互作用，从而控制磁悬浮列车的运动状态。在列车的两侧安装辅助导向滑轮21，辅助导向滑轮21可沿侧轨2的内壁水平滚动。安装在列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆部分11和导向圆部分12，导向圆12半径大于支撑圆11半径，列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨1上行驶。

此悬浮导向驱动技术将三种功能集合到同一轨道和每块磁组中，减免了导向轨道的使用，提高了磁组的效率，结构适用于将普通轮轨轨道升级为轮轨磁悬浮两用轨道。另外，此悬浮导向驱动技术同样适用于纯悬浮轨道系统。

实施例三：

图3为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图。在轮轨轨道中铺设有两条相互平行的钢轨1，在两条钢轨1的外侧设置有侧轨2，侧轨2的内壁与钢轨1基本保持平行，侧轨2的高度H大于钢轨的高度h。长定子绕组饶在铁磁性轨道内部，铁磁性轨道为如钢、铁、镍、钴或其合金材料，长定子绕组与铁磁性轨道共同构成悬浮驱动轨道6，悬浮驱动轨道6处于两条钢轨1共同所在的平面之上，悬浮驱动轨道6和钢轨1均基本保持相互平行，悬浮驱动轨道6被安装固定于侧轨2上。安装在侧轨上的导向轨道7与钢轨1基本保持平行，导向轨道7处于两条钢轨1共同所在的平面之上，导向轨道7所产生的磁场基本平行于地面，所述导向轨道包括：a.由铝板排列而成的感应轨道；b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道。

磁悬浮列车上的悬浮驱动磁组61位于悬浮驱动轨道6下方。通过控制悬浮驱动磁组61中电流产生励磁磁场吸引悬浮驱动轨道6控制悬浮高度，将悬浮驱动磁组61与悬浮驱动轨道6之间的间隔距离控制在0.5到2厘米。通过控制长定子绕组内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与悬浮驱动磁组61相互作用，从而控制磁悬浮列车的运动状态。导向磁组71位于导向轨道7侧面并保持不与导向轨道7接触。磁悬浮列车的两侧安装有辅助导向滑轮21可以防止车体与侧轨2相互摩擦，轮轨列车低速度运行时，辅助导向滑轮21并不与侧轨2接触。磁悬浮列车底部的支撑导向轮有支撑圆11部分和导向圆12部分，导向圆12半径大于支撑圆11半径，列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨1上行驶。

实施例四：

图4为一种轮轨磁悬浮两用轨道以及对应的磁悬浮列车之截面图。在轮轨轨道中铺设有两条相互平行的钢轨1，在两条钢轨1的外侧设置有侧轨2，侧轨2的内壁与钢轨1基本保持平行，侧轨2的高度H大于钢轨的高度h。直线电机的长定子绕组3被安装固定在侧轨2上并与钢轨1基本保持平行，长定子绕组3处于两条钢轨1共同所在的平面之上。安装在侧轨2上的导向轨道8与钢轨1基本保持平行，导向轨道8处于两条钢轨1共同所在的平面之上，导向轨道8所产生的磁场基本平行于地面，所述导向轨道8是由8字形的无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道。悬浮轨道9与钢轨1保持一定的间隔距离，悬浮轨道9和钢轨1均基本保持相互平行，悬浮轨道9所产生的磁场基本垂直于地面并位于两条钢轨1之间的中部。悬浮轨道9包括：a.由铝板排列而成的感应轨道；b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；d.由永磁体构成的永磁轨道。a、b悬浮轨道主要应用于磁悬浮列车高速运行区段，由a、b悬浮轨道上方的悬浮磁组使之被动产生感应磁场；c、d悬浮轨道主要应用于磁悬浮列车启动停靠区段。

磁悬浮列车上的悬浮磁组91位于悬浮轨道9正上方，悬浮磁组91为超导电磁体。导向磁组81位于8字形的无源闭合导体线圈侧面、中线下方，导向磁组81为超导电磁体。通过控制长定子绕组3内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与短转子磁组31相互作用，从而控制列车的运动状态。在列车的两侧安装辅助导向滑轮21，辅助导向滑轮21可沿侧轨2的内壁水平滚动。安装在列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆部分11和导向圆部分12，导向圆12半径大于支撑圆11半径，列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨1上行驶。

在上述实施例中描述的各种功能磁组具体使用的具体材料非本发明讨论的重点，随着研究探索的继续，各种新型超导材料将得以被开发和应用。

电磁轨道：

一种由基架和电线构成的电磁轨道，如图5A为基架的侧视图，如图5B为基架的俯视图，基架由基座10和基座10上大小相同、间隔相同的方形基柱101两部分构成，基架之间可相互拼接成任意长的轨道基架。

图5C为一种电磁轨道的侧视图。将一条粗细均匀的电线102按照相同的旋转方向在基柱101上进行重复饶圈，每个方形基柱101上的饶圈数目均相同。当为电线102通以直流电时，在电磁轨道上产生一段分布均匀、方向一致的励磁磁场。

电磁道岔：

图6为一种用于实现磁悬浮列车转辙的电磁道岔原理示意图。图6中的电磁道岔是由两段120、130相互不平行的电磁辙道与原车道110在分岔处对接构成。原车道110包括：a.由铝板排列而成的感应轨道；b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；d.由永磁体构成的永磁轨道。电磁辙道120是由两条平行的电磁轨道121组成，电磁辙道130是由两条平行的电磁轨道131组成，而电磁轨道121、131均是由电线饶圈排列而成的。在磁悬浮列车行驶到电磁道岔之前，选择为电磁道岔中的电磁辙道120或130通电，使其产生一段与原车道110的磁场方向、大小相同的励磁磁场，电磁辙道120或130和原车道110上的磁场方向均基本垂直于地面。

电磁道岔的优点在于不用移动整段轨道梁，尤其适合如实施例一中轨道之间的相互连接、磁悬浮列车转辙。当电磁辙道与钢轨发生交错的时候，在交错段应使用非铁磁性材料连接钢轨。

以往的磁悬浮系统均是从头设计，因为完全不能与铁路、地铁等轮轨系统相互兼容也不能彼此兼容，所以不能形成路网，没有对地区或国家的经济发展起到实际的促进作用，本发明解决了此问题填补了这个领域的空白。

上述实施例均为对本发明的进一步说明，因此不能被理解为对本发明的限定。

Claims (10)

1、一种轮轨轨道，其特征在于，在轮轨轨道中铺设有两条相互平行的钢轨，在两条钢轨的外侧设置有侧轨，侧轨的内壁与钢轨基本保持平行，侧轨的高度大于钢轨的高度；

直线电机的长定子绕组被安装固定在侧轨上并与钢轨基本保持平行，长定子绕组处于两条钢轨共同所在的平面之上。

2、如权利要求1所述的轮轨磁悬浮两用轨道，其特征在于，悬浮轨道铺设安装于两条钢轨的外侧或/和两条钢轨之间，悬浮轨道与钢轨之间保持一定的间隔距离，悬浮轨道和钢轨均基本保持相互平行，悬浮轨道所产生的磁场基本垂直于地面；

所述悬浮轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道。

3、如权利要求1所述的轮轨磁悬浮两用轨道，其特征在于，长定子绕组饶在铁磁性轨道内部，铁磁性轨道为如钢、铁、镍、钴或其合金材料，长定子绕组与铁磁性轨道共同构成悬浮驱动轨道；

悬浮驱动轨道被安装固定于两条侧轨上，悬浮驱动轨道处于两条钢轨共同所在的平面之上，悬浮驱动轨道和钢轨均基本保持相互平行。

4、如权利要2或3的轮轨磁悬浮两用轨道，其特征进一步在于，安装在侧轨上的导向轨道与钢轨基本保持平行，导向轨道处于两条钢轨共同所在的平面之上，导向轨道所产生的磁场基本平行于地面；

所述导向轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道。

5、如权利要求2到4之一项所述轮轨磁悬浮两用轨道可与纯磁悬浮轨道、普通轮轨轨道相互连接，形成通行的轨道交通系统，其特征进一步在于，长定子绕组、悬浮轨道在纯磁悬浮轨道中的相互位置关系，与长定子绕组、悬浮轨道在轮轨磁悬浮两用轨道中的相互位置关系一致；

普通轮轨轨道中两条钢轨之间的轨距，与轮轨磁悬浮两用轨道中两条钢轨之间的轨距相同。

6、在如权利要求2到4之一项所述轨道中行驶的磁悬浮列车，其特征在于，磁悬浮列车通过悬浮磁组与悬浮轨道进行相互作用从而实现悬浮，所述悬浮磁组可使用的元件包括永磁体、常导线圈电磁体和由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料；

安装在磁悬浮列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆部分和导向圆部分，导向圆半径大于支撑圆半径，磁悬浮列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨上行驶。

7、在如权利要求1到4之一项所述轨道中行驶的列车，其特征在于，安装固定在列车上的短转子磁组与安装固定在侧轨上的长定子绕组之间相互对应且相互不接触，所述短转子磁组可使用的元件包括永磁体、常导线圈电磁体和由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料；

通过控制长定子绕组内的电流(方向、强度、频率)产生励磁磁场并与短转子磁组相互作用，从而控制列车的运动状态；

在列车的两侧安装辅助导向滑轮，辅助导向滑轮可沿侧轨的内壁水平滚动；

安装在列车底部的支撑导向滑轮有支撑圆部分和导向圆部分，导向圆半径大于支撑圆半径，列车可依靠支撑导向滑轮在两条钢轨上行驶；

所述列车包括磁悬浮列车和轮轨列车，轮轨列车统指不能悬浮行驶的列车。

8、一种由基架和电线构成的电磁轨道，其特征在于，基架由基座和基座上大小相同、间隔相同的方形基柱两部分构成，基架之间可相互拼接成任意长的轨道基架；

将一条粗细均匀的电线按照相同的旋转方向在基柱上进行重复饶圈，每个方形基柱上的饶圈数目均相同；

当为所述电线通以直流电时，在电磁轨道上产生一段分布均匀、方向一致的励磁磁场。

9、一种用于实现磁悬浮列车转辙的电磁道岔，其特征在于，电磁道岔由两段或两段以上相互不平行的电磁辙道与原车道在分岔处对接构成；

原车道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道；

电磁辙道均是由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

在磁悬浮列车行驶到电磁道岔之前，选择为电磁道岔中的一段电磁辙道通电，使电磁辙道上产生一段与原车道的磁场方向、大小相同的励磁磁场，电磁辙道和原车道上的磁场方向均基本垂直于地面。

10、一种磁悬浮导向技术，其特征在于，磁悬浮列车的悬浮磁组位于悬浮轨道的正上方，磁悬浮列车的导向磁组位于悬浮轨道的侧上方，导向磁组的磁场方向和悬浮磁组的磁场方向相同，导向磁组的磁场方向和悬浮轨道的磁场方向相反，在同一水平面内导向磁组的磁场强度大于悬浮磁组的磁场强度，即依靠悬浮磁组与悬浮轨道之间的排斥作用为磁悬浮列车提供悬浮力，依靠导向磁组与悬浮轨道之间的排斥作用为磁悬浮列车提供导向力；

悬浮磁组和导向磁组是由超导材料制作的超导电磁体，所述超导材料包括高温超导材料和低温超导材料；

悬浮轨道所产生的磁场基本垂直于地面；

所述悬浮轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道。

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