CN101585322B - 一种集能永磁悬浮装置 - Google Patents

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一种集能永磁悬浮装置，悬浮动力舱两端下侧面各安装集能永磁翼，弓形吊枕两端的上侧面各安装集能永磁轨；集能永磁翼和集能永磁轨均包括槽基和永磁组：槽基由铁磁性材料一体制成，两槽壁沿纵向平行延伸；永磁组由硬磁材料制成，该永磁组镶嵌在槽基内，两条主永磁体之间夹置一条非铁磁性嵌体；一条主永磁体N极向上，另一条主永磁体N极向下；两条侧永磁体分别设置在主永磁体与槽基的槽壁之间，N极向上的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向主永磁体，S极朝向槽壁，S极向上的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向槽壁外，S极朝向主永磁体；悬浮动力舱两端下侧面的集能永磁翼与弓形吊枕两端上侧面安装的集能永磁轨中的主永磁体同极对正上下设置。

Description

一种集能永磁悬浮装置
技术领域
本发明属于永磁悬浮技术领域，具体地说涉及一种由永磁悬浮轨与永磁悬浮翼构成的永磁悬浮装置技术。
背景技术
永磁悬浮列车等悬浮装置的悬浮力来源之一是安装在轨道上的轨永磁体与安装在列车上的车永磁体之间同磁极相对应产生的排斥力。现行集能永磁轨道和列车上的集能永磁悬浮翼的N极与S极两条永磁体与铁磁性槽壁之间设有非铁磁性隔层。这种方法虽然有效地增加了悬浮力，但也浪费了铁磁性槽的空间，且不利于悬浮力的近一步增加。上述技术见中国专利《用于永磁悬浮列车的非精确对位集能永磁悬浮装置》专利申请号：200610112946.2。
发明内容
本发明的目的在于提供一种异极轨永磁组和异极翼永磁组分别镶嵌在各自的铁磁性槽基内的集能永磁悬浮装置。
为实现上述目的，本发明提供的用于吊轨磁悬浮路-车上的集能永磁悬浮装置，该吊轨磁悬浮路-车的悬浮动力舱镶嵌在弓形吊枕内；在悬浮动力舱两端与弓形吊枕对应的位置处，悬浮动力舱两端下侧面各安装一集能永磁翼，弓形吊枕两端的上侧面各安装一集能永磁轨；集能永磁翼和集能永磁轨的结构相同，均包括槽基和永磁组两部分构成；其中：
槽基由铁磁性材料一体构成，具有槽底和槽壁，两槽壁沿纵向平行延伸；
永磁组是由硬磁材料制成的永磁体，该永磁组镶嵌在槽基内，两条主永磁体在中央，两条主永磁体之间夹置一条非铁磁性嵌体；一条主永磁体N极向上，另一条主永磁体N极向下；两条侧永磁体分别设置在主永磁体与槽基的槽壁之间，N极向上的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向主永磁体，S极朝向槽壁，S极向上的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向槽壁外，S极朝向主永磁体；
悬浮动力舱两端下侧面的集能永磁翼与弓形吊枕两端上侧面安装的集能永磁轨中的主永磁体同极对正上下设置。
所述的集能永磁悬浮装置，其中，集能永磁翼中的永磁体厚度是集能永磁轨中永磁体厚度的1-3倍。
所述的集能永磁悬浮装置，其中，铁磁性材料为碳钢Q235。
所述的集能永磁悬浮装置，其中，硬磁材料为钕铁硼。
所述的集能永磁悬浮装置，其中，非铁磁性体为铝、铝合金或碳纤维。
所述的集能永磁悬浮装置，其中，槽基的槽底与槽壁平整光滑。
本发明的集能永磁悬浮装置其效果是：
两条异极主永磁体之间形成了由N极到S极的抛物线型磁力线，在槽壁与主永磁体之间又形成了两个形状对称的次级抛物线型磁力线。一侧由主永磁体的N极到槽壁的S极，另一侧由槽壁的N极到主永磁体的S极。因铁磁性金属的导磁率远大于空气的导磁率，所以槽口面集中了绝大部分开放永磁体的静磁能量。在主永磁体与槽壁之间设置的侧永磁体，使磁体与槽壁内的磁力线缩短，减少了“磁内阻”，实验证明增加了15％的表面静磁能量。在两条异极主永磁体之间设置的一条非铁磁性嵌体，保证了集能永磁轨与集能永磁翼上下对位发生一定水平错开时，悬浮力无大的变化。
附图说明
图1为本发明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2为本发明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
本发明的集能永磁悬浮装置是用于吊轨磁悬浮路-车上，该集能永磁悬浮装置包括槽基、永磁组两部分构成，其中：
槽基：由槽底和槽壁一体构成。用铁磁性金属制造(例如碳钢Q235)。槽底与槽壁平整光滑，两槽壁沿纵向平行延伸。
永磁组：由永磁体从中心向外对称组合：两条主永磁体在中央，在两条主永磁体之间夹一条非铁磁性嵌体。一条主永磁体N极向上，另一条主永磁体N极向下(槽口为上，槽底为下)。两条侧永磁体在主永磁体的两侧与槽基之间，N极向上的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向主永磁体，S极朝向槽壁，在S极向上的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向槽壁，S极朝向主永磁体。
将永磁组镶嵌在槽基内，形成集能永磁轨和集能永磁翼。集能永磁轨的永磁组和槽基与集能永磁翼的永磁组和槽基的断面几何尺寸在一般情况下完全相同。将两者槽基的槽口对应，主永磁体同极对正上下设置，将悬浮在上方(即安装在悬浮动力舱两端下侧面)的称之为集能永磁翼，将下方(即安装在弓形吊枕两端上侧面)的称之为集能永磁轨。因集能永磁翼固定在列车等悬浮装置上，该翼比集能永磁轨短得多，故为了提高列车的悬浮力和降低成本，可增加集能永磁翼中永磁体的厚度(即图2中的L)，其厚度L为集能永磁轨中永磁体厚度l的1-3倍，当集能永磁翼中永磁体的厚度L是集能永磁轨中永磁体厚度l的2倍时效果最佳。
以下所描述的内容是结合附图对本发明做的详细说明，而不应该理解为是对本发明的限定。
请参看图1，是本发明在吊轨磁悬浮路-车上的应用。永磁悬浮列车1由两部分组成，上部悬浮动力舱1a，下部为车厢1b。悬浮动力舱1a镶嵌在弓形吊枕2内，弓形吊枕2固定在路梁3的下方。在悬浮动力舱1a的两侧，对称设置有本发明集能永磁翼4，该集能永磁翼4支撑列车，使列车悬浮在集能永磁轨5的上方。集能永磁轨5固定在弓形吊枕2上。悬浮动力舱1a依靠导向轮6将其支撑在两条导向轨7的中央。
请参看图2，集能永磁翼4与集能永磁轨5两者同磁极相对，前者悬浮在后者的上方。集能永磁翼4与集能永磁轨5的结构相同，但前者中永磁体的厚度是后者中永磁体厚度的2倍。集能永磁翼4由翼槽基8和翼永磁组9构成。翼槽基8由铁磁性材料制造(例如碳钢Q235)。槽底与槽壁平整光滑，两槽壁8a高度相同沿纵向平行延伸，槽口向下。翼永磁组9从中心向外侧对称组合：二条主永磁体9a在中央，在该二条主永磁体9a之间夹一条非铁磁性嵌体9b。一条主永磁体9a的N极在槽口方向，另一条主永磁体9a的S极在槽口方向。二条侧永磁体9c在二条主永磁体9a的两侧与翼槽基8的槽壁8a之间。永磁体由硬磁材料制造(例如钕铁硼)，非铁磁性嵌体由不导磁材料制造(例如铝、铝板或碳纤维)。集能永磁翼4的磁力线分布为：二条异极主永磁体9a之间形成了由N极到S极的抛物线型磁力线。在槽壁8a与主永磁体9a之间又形成了两个形状对称的次级抛物线型磁力线：一侧由主永磁体的N极到槽壁的S极，另一侧由槽壁N极到主永磁体的S极。集能永磁轨5，由轨槽基10和轨永磁组11构成。轨槽基10由铁磁性材料制造(例如碳钢Q235)。槽底与槽壁平整光滑，两槽壁10a高度相同，沿纵向平行延伸，槽口向上。轨永磁组11，从中心向外侧对称组合：二条主永磁体11a在中央，在该两条主永磁体11a之间，夹一条非铁磁性嵌体11b。一条主永磁体11a的N极在槽口方向，另一条主永磁体11a的S极在槽口方向。二条侧永磁体11c在二条主永磁体11a的两侧与轨槽基10的槽壁10a之间。主永磁体和侧永磁体由硬磁材料制成(例如钕铁硼)，非铁磁性嵌体由不导磁材料制造(例如铝板)。集能永磁轨5的磁力线分布为：二条异极设置的主永磁体11a之间形成了由N极到S极的抛物线型磁力线；在槽壁10a与主永磁体11a之间形成了二个形状对称的次级抛物线型磁力线：一侧由主永磁体11a的N极到槽壁10a的S极，另一侧由槽壁10a的N极到主永磁体11a的S极。永磁体由硬磁材料制造(例如钕铁硼)，非铁磁性嵌体由不导磁材料制造(例如铝板)。永磁体通过沉头螺栓或市售高强粘合剂与槽基固定，此为成熟技术，不再提供附图说明。
本发明集能永磁悬浮装置，可减少集能永磁翼和集能永磁轨的体积10％，同时提高悬浮力15％。有效地节省了悬浮装置的空间和造价。

Claims (6)

1.一种用于吊轨磁悬浮车上的集能永磁悬浮装置，该吊轨磁悬浮车的悬浮动力舱镶嵌在弓形吊枕内；在悬浮动力舱两端与弓形吊枕对应的位置处，悬浮动力舱两端下侧面各安装一集能永磁翼，弓形吊枕两端的上侧面各安装一集能永磁轨；集能永磁翼和集能永磁轨的结构相同，均由槽基和永磁组两部分构成；其中：
槽基由铁磁性材料一体制成，具有槽底和槽壁，两槽壁沿纵向平行延伸；
永磁组是由硬磁材料制成的永磁体，该永磁组镶嵌在槽基内，两条主永磁体在中央，两条主永磁体之间夹置一条非铁磁性嵌体；一条主永磁体N极朝向槽口，另一条主永磁体N极朝向槽底；两条侧永磁体分别设置在主永磁体与槽基的槽壁之间，N极朝向槽口的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向主永磁体，S极朝向槽壁，S极朝向槽口的主永磁体一侧的侧永磁体其N极朝向槽壁外，S极朝向主永磁体；
悬浮动力舱两端下侧面的集能永磁翼的主永磁体与弓形吊枕两端上侧面安装的集能永磁轨中的主永磁体同极对正上下设置。
2.如权利要求1所述的集能永磁悬浮装置，其中，集能永磁翼中的永磁体厚度是集能永磁轨中永磁体厚度的1-3倍。
3.如权利要求1所述的集能永磁悬浮装置，其中，铁磁性材料为碳钢Q235。
4.如权利要求1所述的集能永磁悬浮装置，其中，硬磁材料为钕铁硼。
5.如权利要求1所述的集能永磁悬浮装置，其中，非铁磁性体为铝、铝合金或碳纤维。
6.如权利要求1所述的集能永磁悬浮装置，其中，槽基的槽底与槽壁平整光滑。
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