CN101668654A - 由模块化元件构造且使用磁悬浮来悬挂和推进车辆的交通系统车辆导轨 - Google Patents

Abstract

网状导轨交通系统使用构造导轨元件的材料和方法。该材料和方法设计成减小导轨结构的静重量、成本和实际尺寸。由于导轨部件的模块化性质，它们可在受控的工厂环境中使用批量生产的方法来制造，从而还可使安装成本显著降低。结果，可以快速地架设导轨的支承结构并用简单的设备来将模块化导轨块插入。此外，还无需复杂的对准工序。具体来说，导轨部件包括这样的电动机线圈，它们的形状和构型便于将导轨部件容易地插入，而无需在相邻导轨部件中交错线圈，且不会在导轨部件之间产生磁场中的死点。

Description

由模块化元件构造且使用磁悬浮来悬挂和推进车辆的交通系统车辆导轨

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年12月19日提交的美国专利申请第11/960,605号和2006年12月20日提交的美国临时申请第60/870,886号的优先权，这些申请的全文以参见方式引入本文。

背景技术

本发明涉及运输或交通系统，更具体来说，本发明涉及设计成能以灵活的方式移动大量乘客或包裹的网状导轨交通系统。

基于导轨的运输系统已被用于运输人员或货物。一个例子是“快速客运”(PRT)系统。在PRT系统中，每个车辆仅将一个团队或小组(或有效载荷)从他们的起点直接载带到他们的目的地，且从由团队到达其起点来确定的时间开始。车辆通常由计算机来导引，并沿着带有分叉和合并路径的导轨中间不停站地移动。

PRT系统可提供优于采用诸如公共汽车、小汽车、火车等的运输工具的其它运输技术的较大优点。因为PRT车辆可比典型的长途运输公共交通车辆小两个数量级之多，所以导轨结构也可以小得多，且每个单位长度的占地面积成比例地缩小。这可增大导轨设置位置的可能范围，并允许将导轨放置在它最需要且可最好地工作的地方。同样，由于占地面积小，所以乘客入口可以设置在比典型的长途运输交通系统的大小街道站更为便利的位置。例如，入口可在办公楼的门厅内，或大型购物中心或运动场内。

然而，在有效的PRT系统或用于PRT系统的导轨的设计和实施中存在许多技术障碍。一般来说，PRT系统要求先进的控制和通信系统和方法，以及使用复杂的计算和通信软件和硬件来管理独立移动的车辆的大型网络的能力。

仍然成为实施PRT系统的很大障碍的一个技术方面可能是使用车轮作为悬挂车辆的主要方法。尽管车轮是熟悉和常用的技术，但是它们相关联的承载表面以及使车轮驶过轨道网络所要求的机械装置极大地增加了PRT系统的复杂性和潜在故障点。此外，在典型系统可能使用数千或数万车辆时，伴随着车轮在轨道上的滚动而产生的不可避免的磨损会成为显著的维护方面的问题。此外，使用车轮对车辆造成速度上的限制。

在一些方面，用车轮来实施的PRT系统可适用于小的局部区域或相对短的封闭路径。在轨迹具有相对小的半径的网络中，最大速度受到车轮所允许的最大横向加速度的限制。这样的系统在它们的受限能力之内可能工作得很好，并可用于显示出基本PRT概念的生命力。但构造较大网络或横跨实际移动距离将较小网络连接在一起的任何努力都将面对与车轮相关的问题。在这方面，使设有车轮的系统低廉和可靠一般意味着要使最大速度相对低。而使最大速度低意味着更长距离所需的通过时间将对顾客来说不可接受地漫长。换言之，扩大局部循环装置或连接PRT系统的两个局部循环装置在车辆使用小车轮的情况下是不切实际的。然而，构造较大的基于车轮的PRT系统可能是高得令人不敢问津地昂贵。目前的PRT系统缺乏在低速、紧密的系统或高速、较长距离的系统中载运车辆的经济可靠且轻质的装置。具体来说，导轨的安装成本和可插装性是大型PRT系统安装中最关键性的限制因素，所以重点将放在减小这两个因素上。交通系统成本的一个主要的部分是维护。所需要的是保持操作简单以使PRT系统中的故障点最少。

发明内容

提供本发明内容部分是为了以简化的形式引入对概念的选择，这些概念将在下文中的具体实施方式部分更加详细地描述。本发明内容并不想要确定要求保护的主题的关键特征，也不想要被用作确定要求保护的主题的范围的辅助手段。

网状导轨交通系统使用构成导轨元件的材料和方法。该材料和方法设计成减小导轨结构的静重量、成本和实际尺寸。由于导轨部件的模块化性质，它们可在受控的工厂环境中使用批量生产的方法来制造，从而还可使安装成本显著降低。结果，可以快速地架设导轨的支承结构并用简单的设备来将模块化导轨块插入。此外，无需复杂的对准工序。

根据一些实施例，提供一种用于利用永久磁体悬浮和电动力学排斥的网状导轨交通系统中的电动力学排斥装置。电动力学排斥装置给正在移动的车辆转向架提供被动对中力。电动力学排斥装置包括成对线圈阵列，每个线圈阵列包括多组线圈部件。每对线圈阵列包括三个电相的线圈部件，其中每个电相内的线圈部件串联在一起。以这种方式，每个线圈中的匝数可减少，因而降低制造成本。成对线圈阵列构造成无论相邻电动力学排斥装置的操作如何都能被单独地接通和切断，由此增强电力运工作效率。

根据一些实施例，提供一种网状导轨交通系统的导轨结构，导轨结构包括导轨结构梁和装载在导轨结构梁中的多个模块化导轨块。模块化导轨块还包括用于控制驱动电流和用于产生驱动信号的驱动电路部件、用于提供抬升力的第一磁体部件以及用于提供推进力的第二磁体部件。

附图说明

结合附图参照下面的详细描述，会更易于赞同并更好地理解本发明的前述方面和许多伴随的优点。

图1A是根据本发明一实施例的网状导轨系统的立体图；

图1B是根据本发明一实施例的示出导轨的模块化导轨块的分解图的网状导轨系统的立体图；

图2A和2B是用于网状导轨系统中的转向架节段的示例性实施例的剖视图；

图3A和3B是根据本发明一实施例的示出车辆转向架的转向架节段的分解图的图1A网状导轨系统的立体图；

图4A和4B是用于网状导轨系统中的模块化导轨块的示例性实施例的剖视图；

图5描绘导轨一部分的示例性实施例的剖视图，示出嵌装在模块化导轨块中的转向架节段；

图6描绘在网状导轨系统中实施电动力学排斥(EDR)对中子系统的示例性方式；

图7A-7F是用于网状导轨系统中的转向架节段和模块化导轨块的不同实施例的剖视图；

图8A-8C描绘根据本发明一实施例的用于模块化导轨块中的电动机线圈的示意图；

图9A-8C示出根据本发明一实施例的用于模块化导轨块中的电动机线圈的示意图；以及

图10A-10B是描绘施加于模块化导轨块的电动机线圈的电压与转向架的磁性阵列所产生的电动势(EMF)的关系曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种在网状导轨交通系统内集成磁悬浮技术的方法和系统。本发明还提供一种用于使用全局唯一的标识符来以包交换数据传送网络的形式对网状导轨交通系统进行建模的方法和系统。使用磁悬浮来替代车轮作为车辆悬挂的主要手段，并因此使自动化的交通系统(例如PRT系统)在商业上和经济上可行。更具体地说，一种方法和系统在网状导轨运输系统中与基于感应的排斥一起使用永久磁体的排斥，其能随着运动被动地悬浮。

一般来说，网状导轨交通系统将永久磁体的悬浮与电动力学稳定和线性电动机的推进相结合。也就是说，网状导轨交通系统使用永久磁体来提供主升力，并使用电动力学排斥来产生大多数运行速度下的对中力，同时集成线性电动机功能和电动力学对中功能。此外，网状导轨交通系统在导轨中不使用任何移动构件，这增强了导轨的可靠性。

在一些实施例中，车辆悬挂在由模块化元件(以下称作模块化导轨块)形成的导轨上，这些模块化导轨块插入槽道或梁中，并电耦合于梁和彼此，以提供电力和通信功能。每个模块化导轨块包括合适构型的载流线圈和固定磁体的组合，并可工作以提供车辆悬挂或悬浮功能、车辆对中和稳定以及车辆推进和制动。模块化导轨块还提供于交通系统电力和通信总线的连接，通信总线通常包含在槽道或梁中。

在一些实施例中，模块化导轨块包括特殊的线圈形状，从而无需交错(interleave)(以及制造其的方法)。也就是说，线圈的形状和构型利于容易地插入模块化导轨块，而无需在相邻的元件中交错线圈，也不会在两元件之间的磁场中产生死点。这为车辆提供高效且实用的推进源，同时可获得模块化构造和设计的益处。

每个模块化导轨块的特征和元件设计成便于构造导轨，同时又保持所想要的舒适度、可靠性以及安全性方面的工作特性。每个模块化导轨块的元件相对容易安装和拆卸，无需拆除大段导轨。

磁悬浮

与传统的在轨道上使用的车轮相比，磁悬浮(以下称为“磁浮”)可提供诸多优点。总的来说，磁浮的机械摩擦很低或为零，因此磁浮系统中的构件不会由于接触而产生磨损。它可运行的速度范围很大，且它在运行中产生的噪音水平相对较低。通常，磁浮在应用于传统的大型火车系统结构中时仅提供或多或少地改进的使用性能，即主要是在极限地面速度是可获得且可实行的情况下缩短长路段的交通时间。因为在高速时空气动力损失有很大影响且需要强力推进系统来克服这些损失，所以磁浮可实现的极限地面速度仅对大型火车和大占地面积的导轨来说才是可行的，并且要耗费极大的能源成本才能实现。并且，采用要求设置传感器、位置反馈、主动控制或甚至主动悬浮动力的现有的复杂磁浮系统，这种或多或少的益处要以基础下部建筑的高得多的成本以及增大的技术或运行问题风险来得到。

一般来说，磁浮技术和PRT系统的功能的组合可能已被认为是违反直觉的。这种关系的违反直觉的本质是由于没能认清相应技术的性能潜质。与之对比，在前面描述和提供的本发明实施例中，采用正确形式的磁浮技术来替代车轮作为车轮悬挂的主要手段可使网状导轨交通系统作为移动车辆的方法既可行又可在商业上实现。此外，用于磁浮悬挂的线性电动机推进允许大多数导轨没有和仅有很小的机械接触。这就意味着与传统的磁浮系统相比所产生的磨损更少且灰尘更少，这两个因素都可有助于减少维护并提高可靠性。

导轨交通系统

如下文将更详细地描述的，网状导轨交通系统100包括悬浮、对中和推进部件，利用永久磁体来提供主悬浮并利用电动力学排斥来产生对中力。

参照图1A和1B，其中描绘了根据本发明以下实施例的网状导轨运输系统100的立体图。网状导轨交通系统100一般包括导轨120和匹配的车辆160。导轨120具有合适的几何形状以支承和引导处于与这样的网状导轨交通系统合理地相关联的任何速度下的车辆160。导轨120可包括若干模块化导轨块，这些导轨块是导轨的短直段。如这里所使用的，模块化导轨块指的是导轨的基本单元。如图1B所示，各模块化导轨块可装载在形成承载支承柱115之间的荷载的导轨结构梁122的壳体内。在一些实施例中，结构梁或槽道122包含可插入一个或多个模块化导轨块110的开口。可注意到，尽管梁或槽道122在图中描绘为是笔直段的，但它也可以是其中插入一个和多个模块化导轨块110的导轨弯曲段。

在网状导轨交通系统100中，车辆160由与导轨120互锁的车辆转向架(未示出)支承。如下文将详细讨论的，车辆转向架是将车辆联接至导轨的导轨元件。用于网状导轨交通系统的车辆转向架可包括若干转向架节段，每个转向架节段包括悬浮、对中和推进部件。每个转向架节段具有有限的长度以装配在单个模块化导轨块110中。转向架节段的一个非限制性的例子示于图2A和2B。

可注意到，这里所描述的附图并不想要示出准确或相对的大小，或各种部件的位置，而是为了讨论而示出总体构型。

图2A和2B示出根据本发明实施例的转向架节段200的剖视图。转向架节段200包括主永久磁体排斥(PMR)阵列，如转向架抬升磁体单元204，其在车辆转向架上提供向上的力。转向架节段200还包括夹紧磁体，例如转向架夹紧磁体单元206，其在车辆转向架上提供向下或垂向的夹紧力。

转向架节段200的夹紧磁体是附加静磁场源，一般为强磁场永久磁体，其磁极排列成与导轨上的磁体相排斥。可注意到，夹紧磁体是静磁体，并可位于导轨上或车辆转向架上。在图示的实施例中，转向架夹紧磁体单元206位于车辆转向架上，并利用导轨磁体的底侧来产生排斥。在本实施例中，转向架夹紧磁体单元206可用于对转向架节段200上的总垂向力添加一向下力。可进一步注意到，转向架夹紧磁体单元206的大小和位置可合适地设置，以使转向架夹紧磁体单元206不会显著地减小转向架抬升磁体单元204所提供的悬浮高度，但万一车辆转向架由于荷载扰动而骑跨得过高，则转向架夹紧磁体单元206可迫使转向架比仅有重力作用时更快地回下。这可加强悬挂并有助于保持车辆转向架的垂向位置。而且，在车辆转向架的端部突伸入一段不包含用于抬升的PMR部件的导轨中的情况下，转向架夹紧磁体单元206可防止车辆转向架的突伸端由于压下相反端而翻倒入该未支承段中。

此外，转向架节段200可包括被动对中装置(例如包括电动力学排斥(EDR)对中部件208的装置)，该装置包括可动线圈或导体叠。EDR对中部件208可主要对转向架节段200提供对中力，但也可对转向架节段200提供一些推进力。转向架节段110可包含更多的用于匹配的PMR部件(线性磁性阵列)，诸如转向架推进磁体单元202，各转向架推进磁体单元布置成与导轨中的相应PMR部件(线性磁性阵列)相对。

在一个实施例中，EDR对中部件208还可用作推进部件。如下文将更详细的讨论的，EDR对中部件208的导体阵列(未示出)中的线圈可通电，以通过与布置在导轨中的磁体相互作用而提供向前的推力或回馈的制动。电力可输送到可动线圈、静止线圈或它们的组合。在一些实施例中，在车辆转向架中包括静止和可动线圈两者。在这样的实施例中，静止线圈可向车辆转向架输送主电力，并且该电力可转换成运动的动能，而可动线圈可通过接入该动能来向车辆能量供给装置输送辅助电力。以这种方式，可就电力无接触地从导轨传送到车辆转向架(最终传送到车辆)。静止线圈可组合到模块化导轨块中。可注意到，结合前述实施例描述的转向架节段可包括运输领域人们所熟知的其它部件，但为了图示方便而未示出，这些其它部件诸如对中辊、滑道、向车辆提供驱动源的电动机等等。

图3A描绘网状导轨交通系统的立体图300，并示出转向架节段分解图。如图所示，一个车辆转向架160可包括一组五个转向架节段。在一个较佳实施例中，网状导轨交通系统使用下悬车辆160以便于高速运行。车辆转向架360安装在将下悬车辆160附连到车辆转向架的车辆附连翅片362上。车辆转向架360用于支承下悬车辆160并用于使下悬车辆160与导轨120匹配。如上所示，由模块化导轨块110中的PMR部件的永久磁体与车辆转向架360之间的磁性排斥来产生抬升。图3B描绘网状导轨交通系统的另一立体图300，并示出铰接的转向架节段。每个转向架节段的大小制成使其能嵌装在模块化导轨块110中。为了驶过导轨具有小半径的一些部分，包括导轨的分支点，可将车辆转向架360的转向架节段铰接以可在水平方向上弯曲。也就是说，车辆转向架360的转向架节段可沿着其垂向前和后边缘铰链连接。这种结构可使车辆转向架在节距或垂向尺寸上呈刚性。此外，以这种方式，车辆160的全部质量就沿着转向架节段的全长分布。此外，车辆转向架360的转向架节段可以在没有完全的磁悬浮可用处横过导轨的截面。

此外，可以通过组合电动机推进和EDR对中功能来减小转向架的尺寸(转向架的横截面)。转向架横截面小可减少其空气动力阻力。此，可将其质量做成最小。可将最大的横向尺寸保持得很小，这有利于良好的道岔设计。应予注意的是，转向架的抗翻滚稳定性并不取决于主抬升PMR部件之间的横向展开范围，而是通过EDR对中部件之间的垂向展开范围来实现的。

在一个实施例中，可将若干模块化导轨块装载到形成导轨结构梁以承载荷载的壳体内。导轨梁的重量大部分是静质量，而非车辆质量。此外，通过使用设计成使导轨梁的静质量、成本和物理尺寸最小，可容易地架设导轨(导轨梁)的支承结构，并可用简单的设备来将模块化导轨块插入。此外，由于导轨部件的模块化性质，它们可在受控的工厂环境中使用批量生产的方法来制造，从而使安装成本最低。

现将更详细地描述网状导轨交通系统的模块化导轨块。在图4A和4B中，描述了根据本发明一实施例的模块化导轨块的剖视图。图5描绘了导轨一部分的剖切视图500，示出根据本发明一实施例的嵌装在模块化导轨块400中的转向架节段360。

模块化导轨块400还包括若干PMR部件，这些PMR部件可以是强磁场永久磁体的线性阵列。一般来说，作为PMR部件，在模块化导轨块400有两个或多个线性静磁性阵列。在一个实施例中，模块化导轨块400包括第一PMR部件，例如导轨抬升磁体单元420，其提供主抬升和垂向夹紧力。如可理解的，主升力由布置成同极线性阵列的第一PMR部件中的静磁体来产生，该阵列的长轴与移动车辆的行进方向对准。模块化导轨块400还包括第二EDR部件，例如导轨推进磁体单元430，其提供主对中力和辅助推进力。在导轨抬升磁体单元420和导轨推进磁体单元430中使用的永久磁体的尺寸可根据轨道位置而变化。如图5所示，模块化导轨块400可包括一些元件，例如模块化电力连接器502、模块化数据连接器503，它们提供电力总线或包含在梁或槽道122中的其它形式的传输线与每个模块化导轨块之间的电连接、耦合或其它形式的信号或数据传送。

模块化导轨块400还包括EDR对中部件，如导轨推进线圈442，其对移动的车辆转向架被动对中。也就是说，模块化导轨块400的EDR对中部件和转向架节段200的EDR磁体构成EDR对中子系统，该对中子系统经由EDR磁体与网状导轨交通系统中的导电元件之间的相互作用来控制移动转向架并对其进行对中。有各种方式可实现EDR对中部件。例如，当车辆转向架停止或以低速(例如低于每秒几米)移动时，模块化导轨块中的EDR对中部件就不起作用。在这种情况下，对中辊或滑道(未示出)况车辆转向架保持横向居中。可注意到，EDR对中子系统的EDR磁体和EDR部件的位置可互换，从而各种实施例可包括任何合适的永久磁体和线圈的布置。实施EDR对中子系统的一个非限制性的例子稍后在图6中描述。

如图所示，在一些实施例中，梁或槽道122可包含一槽道或开口，该槽道或开口包含电力传输和分配总线502、通信总线503以及使模块化导轨块110电连接于这些总线的一个或多个元件，如果需要，这些元件还可在结构上连接于梁或槽道122。模块化导轨块110与通信总线之间的电连接允许每个模块化导轨块与控制、通信或管理实体或功能进行通信和数据交换，并且，在一些实施例中，与交通车辆和或其它模块化导轨块110进行通信和数据交换。

如上文所讨论的，转向架节段和/或模块化导轨块中所包括的PMR部件和EDR对中部件也用作网状导轨交通系统100中的运送装置。也就是说，PMR部件产生的悬浮(升力)具有良好的升力与磁体质量的比并在所有速度下明显较低的阻力，而且能跨过相邻段之间的小间隙。这样，在转向架节段中使用的PMR部件和模块化导轨块可以很紧凑，可比相同载运能力和悬挂刚度的车轮小许多。PMR部件没有转动惯性且比与之相当的车轮系统质量要小。

为了控制PMR部件中可能产生的横向不稳定性并保持抬升磁体(PMR部件)的对准，可在前述的实施例中使用一个或多个EDR对中子系统。EDR对中子系统包括导电元件，例如导轨推进线圈442，它们与磁源(例如推进磁体单元)相对运动。当导体内的磁通变化时，就有感生电流流过。那些电流与磁场的相互作用产生具有阻力和排斥分量的力。如上文所讨论的，EDR对中子系统的优点是在大范围的横越位移上产生基本上恒定的力。因此，EDR对中子系统在垂直于行进方向和力方向的方向上有位移时可工作得很好。而且，随着磁体与导体之间的分隔减小，力就增加，使该结构在该轴线上保持稳定。

在一个实施例中，网状导轨交通系统可利用双EDR结构，该结构包括两个磁性阵列，它们面对支托磁性阵列的一组导体，或相反，面对一组联接的导体阵列。恢复力可随着中央元件移离双EDR结构的中央平面而增加。这些有助于使EDR对中子系统对网状导轨交通系统中的PMR部件抬升结构的特性加以补充。

如可理解的，可有许多方式来与网状导轨交通系统一起实现EDR子系统。在图6中描绘了实施EDR子系统的一个非限制性的示例方式。

如图6所示，转向架节段中的永久磁体阵列(EDR磁体)相对于用作被动对中装置的线圈位于中央。诸如导轨推进线圈442之类的线圈横向相对地成对连接，以使在磁体阵列与线圈横向等距时消除运动感生的电压。在本实施例中，如果永久磁体阵列与另一侧相比更靠近这一侧，则每个线圈对内流动的电流和力就趋向于将磁体推回到中央位置。在上文结合图2A、2B、4A和4B所讨论的实施例中具有这两种结构。在这些实施例中，可将电能从导轨传送到转向架车辆或反之。

在任何特定导轨段上所要求的抗翻滚稳定性由若干因素来确定，特别是包括导轨的弯曲形状、行进速度、车辆质量以及车辆位置。可对导轨磁场的一段特定的时间或位置控制这样的因素中的一些因素。例如，在转向架车辆质量推压在导轨外壁上的转弯中，可安装较大的固定磁体，而在内壁上则可使用较小的磁体。以这种方式，对中力可以是偏置的，以参与和补偿所需要的向心转弯力。也可以产生主动横向力的方式来驱动EDR线圈，例如推进线圈208、442(图2A、4A)。该结构也可用于高速转弯，以减小否则会存在的大的被动感生电流所引起的磁阻。一般来说，主动驱动EDR线圈以产生横向力所需要的能量约为通过被动感生产生相同力所需能量的四分之一。

在一个可替代的实施例中，网状导轨交通系统可包括多个线圈的串联，以增加EDR对中子系统的电感，这就会减小总的对中力，但也减小磁阻并减缓阻力转变成对中力的速度。这可用于导轨的较低速段。同样，对电驱动或下沉电路的多个线圈对的串联或并联会影响感生电压的量并可对所希望的运行速度和电源特性进行最优化。

参见图7A-7C，图中描绘了包括模块化导轨块和转向架节段的导轨的一部分的示例性实施例的剖视图。如图7A中所示，示例性实施例710包括EDR部件，这些EDR部件示为导轨中的指向内侧的永久磁体阵列430、转向架上的向外且聚集的永久磁体阵列202以及推进线圈442、208。行进方向上的运动在导轨中的推进线圈442和车辆转向架上的线圈208内感生出电压。在两种情况下，线圈都横向相对地成对连接，以使线圈内运动感生的电压趋向于在车辆转向架位于中央平面上时相对抗。这就可导致线圈内没有电流流动。

当车辆转向架被偏置向导轨的一侧时，该侧上的线圈中的电压上升，而在相对侧的线圈中的电压下降。这导致近侧的线圈中产生正向电流而远侧的线圈中产生反向电流。近侧受到排斥而远侧受到吸引。这趋向于使转向架返回向中央平面。当转向架处于中央平面时没有电流，这导致在该位置磁阻非常低。因为上上下下都有横向约束力，所以转向架可抵抗翻滚。下悬车辆160(图3A)可在其摇摆运动中受到阻尼，且所产生的反作用力被转向架吸收并无机械接触地传递到导轨。在该构型中的上下对中元件两者都可有助于推进。

如图7B所示，示例性实施例720包括PMR部件和与上述示例性实施例710相似的上横向对中元件以及修改的EDR子系统。如同示例性实施例710，上横向对中元件可用作示例性实施例720中的主电动机。示例性实施例720可包括下对中元件，其具有使用一叠平面导电元件290或所谓梯线来替代线圈的EDR结构。平面导电元件290叠是被动导体阵列。导轨的PMR部件，诸如导轨推进磁体单元430，向内聚集到该导体阵列上。随着车辆转向架的移动，在导体内感生出电压。因为诸如导轨推进磁体单元430的导轨磁体布置成它们的横向磁通指向相反，所以在横向位置下横向磁通密度有很陡的梯度，且横向磁通密度在中央平面处趋向于为零。感生电压极大地取决于横向磁通分量，所以在中央平面处会产生最小的电压。

如在前述实施例中那样，电压在导体内产生电流，并且这些电流和磁通分量之间的相互作用趋向于将导体叠(并因而将转向架)回推向中央平面。因为上上下下都有侧向约束力，所以转向架可抵抗翻滚，并且下悬车辆160(图3A)可在其摇摆运动中受到阻尼。所产生的反作用力被转向架吸收并可无机械接触地传递到导轨。示例性实施例720的优点在于，与电动机线圈相比，导体阵列的构造更简单，且对于相同的磁性阵列尺寸对中力更强大。实际上，示例性实施例720对于给定尺寸的对中元件可产生最强的对中力，且其在靠近枢转点处产生这些强的对中力，而在枢转点处，这些力在控制车辆横向位移方面是最为有效的。

如图7C所示，示例性实施例730以与示例性实施例710相似的方式包括若干永久磁体部件和上横向对中元件。本实施例730中的下对中元件也与上对中元件相同，包括导轨推进线圈442和永久磁体部件202以产生磁通。该示例性实施例730的优点是可利用源自导轨的电力从电动机线圈产生附加的推进动力。同样，显然的是，该实施例730在导轨中使用少得多的磁体质量，这可在构造中显著降低成本。

现参见图7D-7F，图中描绘了更多示例性实施例。如图所示，这些实施例的转向架节段不包括用于提供垂向夹紧力的夹紧磁体206(图2)。替代地，示例性实施例740、750、760包括两个EDR对中子系统。上子系统包括线性电动机，其带有转向架推进磁体阵列202、位于导轨上的驱动模块449以及导轨推进线圈442。沿行进方向的运动在导轨推进线圈442内感生出电压。这些线圈横向相对地成对连接，以使线圈内的运动感生电压在转向架位于中央平面上时相对抗。这就可导致线圈内没有电流流动。当将转向架被偏置向导轨的一侧时，该侧线圈中的电压上升，而相对侧线圈中的电压下降。这导致近侧的线圈中产生正向电流而远侧的线圈中产生反向电流。近侧受到排斥而远侧受到吸引。这就会使转向架返回向中央平面。当转向架处于中央平面时没有电流，这就导致在该位置磁阻非常低。

下EDR对中子系统包括一对EDR部件，诸如图示的基于导轨的平面导体叠290。为电动机提供磁通并在上子系统中对中的相同磁体202为下子系统提供磁通。在这种情况下，磁体位于导体上方，但交叠导体高度的一小部分。磁体阵列的横穿磁通感生在基于导轨的平面导体叠290中流动的电流。电流的量随着磁通密度和磁体与导体之间的交叠程度而变化。磁体越靠近一侧，则磁通密度并因而感生的电流就越大。交叠越大，则感生的电流也越大。导体叠中的导电路径图案使得感生的电流流过垂向定向的路径，并集中在导体叠的上下边缘。磁场的纵向分量与流过垂向导体的电流的相互作用产生趋向于将导体推离磁体的力。因为该力的量取决于电流的量，所以磁体越靠近导体，则它们之间的排斥力就越大。电流取决于磁体与导体之间的接近、以及导体处的磁通密度的量(其也随着距离的减小而增大)。因此，这可以形成横向稳定的结构。

磁场横穿分量与集中在导体叠上边缘中的电流的相互作用产生趋向于抵抗磁体和导体垂向交叠的力，其效果是将磁体向上回推出导体叠之间的空间。在所述的实施例中，转向架的运动所产生的升力减小或消除了对来自同极永久磁体阵列的直接磁性排斥的需要。

线圈构造

传统上，长度短的模块化导轨块在导轨构造方面会带来问题，特别是考虑电动机线圈及其所要求的与相邻模块化导轨块的电动机线圈的界面。也就是说，典型的线性电动机会要求绕组与下一电动机线圈绕组相交错。这样的交错在想要容易地更换或互换模块化导轨块的网状导轨交通系统中就会是不可实行的，在一些实施例中，模块化导轨块的电动机线圈的形状和构型便于将模块化导轨块容易地插入，而无需与相邻模块化导轨块中的线圈交错，不会在模块化导轨块之间的磁场中产生死点。参见图8A-8C和9A-9C，将更详细地描述用于模块化导轨块中的电动机线圈。

图8A-8C描绘根据本发明一实施例的用于模块化导轨块中的电动机线圈的示意图。在本实施例中，在模块化导轨块的两侧上的所有线圈都围绕大致平行于沿着导轨的行进方向延伸的轴线缠绕。如图8A所示，各个线圈848缠绕成跑道形状并沿着它们的轴线邻接。每个线圈848都具有多匝绝缘线，例如100匝绝缘线。线圈布置成沿行进方向以规则的空间间距间隔开的三个交错的系列。在每个系列中的所有线圈用公共的电信号驱动。因而，这样驱动的一个系列的线圈构成电动机的一个相。一个相内的相继线圈之间沿着行进方向的空间间距大致等于沿着车辆转向架的永久磁性阵列202磁通密度最大且极性相反的点之间的空间间距。在本实施例中，一个相内的相继线圈以相反的极性连接，以使在相继的线圈内电流以相反的方向流动。由于在一个相的相继线圈之间的磁极性和电极性都反向，所以在这些线圈之间力的方向保持恒定，并且在一个相内的所有线圈上力的方向也保持恒定。相继相之间的线圈中心之间的交错距离是单个相的相继线圈之空间间距离的三分之一。一般来说，线圈沿着行进方向的尺寸使得线圈的绕组占据线圈间交错距离的一大部分。因此，几乎沿着行进方向的整个距离都填充有呈规则重复的三相图案的线圈。该结构沿着导轨的两侧是相同的，且横跨导轨彼此直接相对的线圈总是具有相同的电动机相。此外，在一个相内，横跨导轨直接相对的线圈是电联接的线圈对，这将在下文详细地加以描述。在该实施例中，组装三个单独的线圈以形成一个线圈组870，该线圈组包含来自三相中每一个的一个线圈，如图8B所示。

这些线圈组870还组装成完全的线圈阵列850、860，且同样是沿着公共轴线组装。在一个实施例中，可以使用十二组来构成模块化导轨块中的完全阵列，然后，两个阵列850、860进入各个模块化导轨块中，一侧一个。线圈840是横向成对的，来自阵列850中的一个线圈与直接相对的另一阵列860中的线圈构成一对。各个线圈的导体的端部向上延伸入电子模块449(图7D-7F)，并从另一侧连接到成对线圈的导体。该连接连成线圈电气并联，并且当电压施加到线圈对上时，在两个线圈上都出现满电压。然后，一个相内的线圈对进一步串联在一起，也就是说，在一个相内的每一个线圈对内都将流动着相同的电流。全相也不过具有在电子模块449内的驱动电路中端接的两个最终连接。对线圈的三相中的每一个施加相同频率但在时间上错开三分之一周期的正弦变化的电流，可使电磁波沿着行进方向传播。在工作中，线圈840与主要在导体中且朝向磁性阵列的磁通相互作用，在这种情况下在线圈的内侧脚部中，如图8C所示。要不是外侧脚部由于离开磁体的距离增加而位于较低的磁通密度内，则这些外侧脚部将是相反地起作用的。线圈导体磁性配合的部分约为导体总体积的25％。这种线圈类型的主要优点是易于制造和组装成线圈阵列。通过每个相每个线圈阵列使用偶数个线圈，并且通过在每个线圈中仅磁性配合一个脚部，线圈阵列可制成为断然终止并可直接邻接于下一模块化导轨块的线圈阵列而无需在相继的导轨块中交错线圈脚部。

图9A-8C描绘根据本发明另一实施例的用于模块化导轨块中的电动机线圈的示意图。在本实施例中，电动机线圈的轴线大致垂直于导轨的长轴和车辆运动方向。线圈缠绕在线架上，大致100匝。导体匝数可以是固定不变的。如图9A所示，一些线圈946在两端弯曲，而一些线圈945是平直的。在一个实施例中，两个弯曲线圈946和一个平直线圈945可组装以形成一个线圈组970，如图9C从所示。在一个实施例中，六个线圈组结合在公共的支承件(未示出)上，以形成一个完全的线圈阵列950、960，如图9C所示。两个线圈阵列950、960形成一个完全的模块化块，在每一侧有一个阵列。每个线圈阵列包括沿行进方向以规则的空间间距间隔开的三个交错的线圈系列。在每个系列中的所有线圈用公共的电信号驱动。因而，一个系列的线圈构成电动机的一个相。每个线圈的脚部的中心之间沿着行进方向的空间间距大致等于沿着车辆转向架的永久磁性阵列202磁通密度最大且极性相反的点之间的空间间距。因为每个线圈的脚部将承载相反方向的电流，并且每个线圈的脚部将与相反极性的磁通配合，所以最后效果是在线圈的两个脚部上力的方向是相同的。还有，通过对一个相内相继线圈的前脚部与后脚部的中心之间的距离采用相同的空间间距，并且通过以相同的信号来驱动一个相内的所有线圈，在一个相内的所有线圈上的力的方向保持恒定。相继相中的线圈中心之间的交错距离是前述空间间距的三分之一。一般来说，线圈沿着行进方向的尺寸使得线圈的绕组占据线圈间交错距离的一大部分。因此，几乎沿着行进方向的整个距离都填充有呈规则重复的三相图案的线圈。该结构沿着导轨的两侧是相同的，且横跨导轨彼此直接相对的线圈总是具有相同的电动机相。

如图所示，线圈是横向成对的，来自每个阵列950、960中的一个线圈与直接相对的另一阵列中的线圈构成一对。各个线圈的导体的端部向上延伸入电子模块449(图7D-7F)，并从另一侧连接到成对线圈的导体。该连接连成线圈电气并联，并且当电压施加到线圈对上时，在两个线圈上都出现满电压。然后，一个相内的线圈对进一步串联在一起，也就是说，在一个相内的每一个线圈对内都将流动着相同的电流。全相也不过具有在电子模块449内的驱动电路中端接的两个最终连接。对线圈的三相中的每一个施加相同频率但在时间上错开三分之一周期的正弦变化的电流，可使电磁波沿着行进方向传播。该电路可很好地工作，以从相同的线圈元件来提供被动的对中和主动的推进。在该结构中，每个线圈的两个脚部都与通过的磁性阵列的磁通相互作用，并且取决于具体的几何形状，导体总体积的工作部分在30至50％之间。该结构的主要优点是导体利用率更高，且横向尺寸更紧凑，从而整个模块化块更紧凑，这能够实现更紧密的切换。如果模块化导轨块的长度选择成是三个线圈构成的组的长度的整数倍，即转向架磁性阵列的波长的整数倍，则线圈阵列可制成为断然终止，并可直接邻接于下一模块化导轨块的线圈阵列而无需在相继的导轨块中交错线圈脚部。

模块化导轨块的通信

在网状导轨交通系统中的中央集中化管理系统可包括高级别的控制系统(中央控制器)，其确定特定车辆在导轨上该位置的合适速度并将包括速度/频率信息的控制信号通信到附近的模块化导轨块。模块化导轨块可构造成经由网络通过导轨来通信到位于导轨内或上或者位于任一模块化导轨块内的本地计算机以及中央管理系统计算机。网络可以是任何合适的用于操作网状导轨交通系统的任何网络，包括但不局限于具有光链路的网络。模块化导轨块可构造成通信到相邻的模块化导轨块。

接受用于车辆的控制信号的模块化导轨块的数量可取决于在轨道的该部分中围绕每辆车的控制包络的范围。控制包络可定义为专门控制单辆车的模块化导轨块的数量。如果总的车辆转向架跨越大致六个模块化导轨块，则六是接受每辆车的速度/频率信号的模块化导轨块的最小数量，并且六个模块化导轨块将是控制包络的最小范围。在大多数情况下，控制包络可大于该最小的范围，以减少控制包络的数量并降低控制的复杂性。可为有利的是，根据导轨系统的特定部分在特定时间的特定要求和能力来改变控制包络的范围。通过能够将特殊控制元件处理成模块化导轨块的水平，可动态管理控制包络的范围和所得到的相继车辆之间的最小车间时距。这在系统实施方面是有利的，其中载运能力开始时可能很小，但会增长，而无需对模块化导轨块的硬件进行修改。

在一些实施例中，仅当模块化导轨块检测到导轨块自身完全位于转向架的磁性阵列内时，以及当由本地或中央集中化控制计算机引导时，模块化导轨块才对其线圈阵列产生驱动信号。以这种方式，系统可避免对没有与车辆转向架工作地配合的线圈来说不必要的电力消耗。

在一个实施例中，高等级控制系统可根据在任何给定点处所希望的速度而使用预定的驱动频率来控制车辆速度(粗调控制)。可将公共的速度控制信号发送到一段中的所有导轨块来同步频率和相。因此，接受该公共速度控制信号的各导轨块可像一个超级导轨块那样一起动作。

尽管这里结合高等级控制系统来解释所描述的实施例，但也考虑到，可由高等级控制系统(中央控制系统)或模块化导轨块中的控制单元来产生速度控制信号。还考虑到，速度控制信号或速度信息可预先编程到模块化导轨块中。可注意到，速度并不必须恒定的。例如，在希望有加速度的段中，模块化导轨块可以具有预先编程的速度曲线，以与在它们各自位置处希望的加速度相匹配。

速度控制信号可以是具有若干形式和传输介质的高等级信号，包括但不局限于导线上的模拟电压、光纤上的网际协议以及无线信号。这些细节对于功能来说不是关键性的，因此略去。模块化导轨块将速度控制信号转换成频率驱动信号。频率驱动信号是一组脉冲宽度调制信号(通常是六个)，它们一起致动各个模块化导轨块内的一组高速、大功率开关。在一较佳的实施例中，开关部件可十分靠近模块化导轨块中的驱动线圈，并经由具有足够载流能力的导电体连接到驱动线圈。开关部件合成具有所希望频率和振幅的多相交流电信号，而该多相电力被馈送到多相电动机线圈阵列。在这样的情况下，一起工作的至少三相在线圈阵列内产生传播的电磁波。

在一些实施例中，在模块化导轨块中，可使用本地反馈系统来确定和控制线圈阵列内的行进的电磁波与车辆转向架上的移动磁体阵列的行进磁场之间的相对相关系。换言之，局部控制循环对振幅进行调制以保持精细的位置控制。对于同时产生对中力和推进力来说，保持精细的位置控制是很重要的。(在没有任何主动驱动信号时，无论如何线圈都将继续对车辆进行被动对中。)在本实施例中，无需对磁体激励场之外的线圈(并因而没有有效操作所要求的反电动势(EMF))通电。这能使整个电动机的电效率保持在相对高的水平。

驱动电流控制

使用驱动电流控制子系统(例如驱动模块449)来正确地驱动磁性阵列，而不会产生所不希望的横向不稳定。驱动电流控制子系统可控制施加外部电压的时刻和振幅。没有这样的控制，驱动电流就会将磁性阵列吸引向线圈的方式而与磁性阵列相互作用。因为吸引的量随着磁性阵列移动靠近载流线圈而增加，所以未受控制的结构就会横向不稳定。

通过控制驱动电压的施加来使其时刻与通过的磁波的有利时刻相匹配，可带来附加的益处。首先，可将磁性阵列对线圈的吸引可中和或甚至将之改变成排斥。这是一个稳定的结构，其中磁性阵列被推离线圈阵列的两侧，从而磁性阵列就会找到路径的中央。其次，施加的驱动电压接近地匹配于通过的磁性阵列所产生的线圈相内的反电动势(EMF)施加的电压与线圈的反EMF同相。这可增加线圈电流每单位的驱动力并在整个电循环中都保持力的方向为正，因此增加电动机的电效率。图10B描绘了示出未加控制的施加电压与通过的磁性阵列所产生的EMF的关系曲线图。磁性阵列可能会随从线圈产生的波形并超过理想位置，导致非最优的相关系。反EMF引导施加的电压。如图10B所示，每个相的力不是均匀地正向。即便三个相上的合力将产生恒定大小的力，但在每个相中仍存在力是负值的时段。

图10A描绘了示出定时成与EMF同相的施加电压的曲线图。每个模块化导轨块的驱动电路/模块449(图7D-7F)在其核心处具有连接至直流总线的高速开关部件(未示出)。该开关部件可用作倒相器来从直流总线产生三相正弦交流电。振幅、频率和相(起始相)可由驱动电路449来独立地调制。这些参数的调制频率很高，从而可实现快速的调整。在某些实施例中使用的电动机是线性同步电动机，这意味着车辆的通过的磁场和行进产生的磁波具有相同的速度和频率。如人们可理解的，所产生的波的频率控制车辆的速度。车辆可跟踪行进的磁波进入到一个循环的一小部分内因此，在所产生的频率与车辆速度之间存在固定的关系。例如，线圈阵列和磁性阵列的波长是100mm，所以每秒的米数为单位的速度是以赫兹为单位的所施加的驱动频率的1/10。

在一个实施例中，模块化导轨块的长度可以是磁性阵列的波长的整数倍。在本实施例中，包络内的所有导轨块可以正确的相的相干性通电，并且行进的磁波可以无中断地通过模块化导轨块之间的边界。因此，不管横跨通过多少数量的模块化导轨块，车辆转向架都可检测到相连的一组行进磁波。在一些实施例中，车辆转向架可跨过至少五个到六个模块化导轨块。只要在前缘的模块化导轨块接通且同时将后缘的模块化导轨块切断，则通电线圈的总长度就保持恒定。

如上所述，每个模块化导轨块具有检测转向架或转向架节段的存在的能力。每个模块化导轨块还具有通过检测通过的磁性阵列的磁极相对于行进磁波的位置的位置来获得磁极位置信息能力。可注意到，有许多方式可获得这样的磁极位置信息。一个示例性的方式可使用诸如霍尔效应或光触发器之类的独立的传感器。另一示例性方式可以是使用产生通过磁场的电压模拟的第二线圈绕组。模块化导轨块使用磁体磁极位置信息来将施加的驱动电压和行进的波的相与通过的磁性阵列的相作比较。接着，驱动电路/模块449(图7D-7F)调制所施加的驱动电压的振幅，这可调制转向架和车辆上的驱动力。如果转向架与所施加的驱动电压相比位于太后面，则增加该电压以向前推动转向架。如果转向架位于太前面，则将振幅降低，以使固有阻力产生作用而使转向架和车辆减速。如果阻力不够，例如在下坡中，施加的电压的振幅将下降到线圈产生的反EMF之下。在这种情况下，电流与所施加的电压相反地流动，并且线圈实际上将电能送回到直流总线，同时从车辆提取动能，致使其减速。在一些情况中，所施加的电压甚至可以是与反EMF相反的极性，在车辆上产生非常强的减速力。当对施加的电压的调制足够快时，车辆位置就保持在行进的磁波上的理想的相范围中。

由高等级的控制系统来确定所需要的速度和频率。这样的频率信息可直接或经由邻近的模块化导轨块通信到内含车辆/转向架的位置的模块化导轨块。检测到与转向架的磁性阵列完全配合的那些模块化导轨块以三相正弦电流对其线圈通电，产生行进磁波。行进磁波与移动磁性阵列的磁场相互作用，从而产生推进和对中作用。每个模块化导轨块内的精细位置传感器490(图4A)确定行进波与移动磁体之间的相关系。对施加的电压的振幅进行调制，以控制转向架上的力，并因而对相关系进行调制。在所有这些过程中，电动机线圈通过利用感生电压来在电动机线圈内产生内部电流而被动地用作对中元件。

有利的是，驱动电流控制系统在沿着一段导轨的一个或多个模块化导轨块发生故障时保持完全的功能。因为每个模块化导轨块的长度在任何时候都是导轨总通电长度的一部分，所以在大多数情况下，单个模块化导轨块丧失推进动力不会对输送给车辆的服务质量造成严重的损害。这是因为相邻的模块化导轨块可补偿总的力中由于单个模块的损失而造成的损失。

模块化导轨构造

现将更详细地讨论模块化导轨块的构造。模块化导轨块制成每个模块化导轨块可从导轨结构单独地抽出而不会干扰到其它导轨块。这种能力所允许的一种方式是PMR(永久磁体排斥)抬升部件在它们的表面中可具有小的缝隙，这是因为磁场可吸收不规则的部分。这与使用车轮悬挂系统的车辆不同，在车轮悬挂系统中这些缝隙必须要填充掉，或者车轮必须很大以避免严重降低行驶性能。此外，每个模块化导轨块的长度相对短意味着任一模块可发生故障，例如丧失推进动力，而不会妨碍导轨承载转向架的能力并且因此妨碍通过该导轨段的车辆。导轨模块的长度相对短还意味着每个模块的质量相对轻，这意味着由于不需要重型抬升设备来放置或拆卸模块而使构造和维护更容易。

可注意到，使用与车辆(或转向架)的长度相比长度较短的模块化导轨块具有一重要的性能属性，即在车辆或转向架节段所占据和磁性激励的导轨空间内总是存在许多导轨块。这意味着，通过切断靠近车辆尾端的导轨块并同时接通靠近前缘的导轨块，利用电磁工作的线圈的总体积保持基本上恒定。因此，输送到车辆的力和从导轨汲取的电力也保持大致恒定，无需对供应到工作的导轨块的电压和电流进行复杂的调制。为了使这成为可能并保持拆卸单独的导轨块以进行维护的能力，在一些实施例中使用上述的不与相邻导轨块的电动机线圈交错的电动机线圈(参见图8C和9C)。

参见图1B，支承并部分包围模块化导轨块110的结构梁122还包含电力和通信缆线或总线502、503(图5)。当模块化导轨块110垂向插入梁122中时，在各元件与总线之间形成电耦合或连接。当拆卸模块化导轨块110时，连接或耦合自动断开。上述连接或耦合可以是电机、电光、电磁装置或过程，或其它合适的电连接或耦合形式。此外，在一些实施例中，模块化导轨块可与相邻的模块化导轨块通信和/或传输数据，这也是通过插入导轨块而配合的连接或耦合的结果。可注意到，在构造方面，梁或沟槽可部分地预装载有模块，或者可空着而将它们架设起来，并在现场将模块插入。

模块化导轨块构造还能够实现工厂大规模生产，并带来成本和可靠性方面的改进。模块化构造还使能够实现快速故障查找和损坏修理。此外，模块化构造能够将电力输送到小块的细部，即可独立地接通单独的导轨块，以实现高的电效率和对彼此靠近的车辆进行独立供电的能力。

在一个实施例中，每个模块化导轨块可设有全局的唯一标识符，该标识符可以是数字标识字符、字符串或类似物。可以许多方式来使用这样的标识符。使用这样的模块标识符的方案包括但不局限于以下方案：

·标记故障点——当在工作中检测到错误时，导轨块可将消息发送回监视中心；

·导航——转向架或车辆可读取数字标识符并使用它作为地理地址；

·制造和许可控制——可对系统进行编程而用遗失或错误标识符来对模块化导轨块进行标示；以及

·构造质量保证——标识符可构造成载带有关导轨块类型的信息或与这样的信息相关联，从而不会意外将导轨块放置在错误的导轨段上。

·将转向架映射在诸如街道或城镇之类的特定地理区域中——该系统可获得针对该地理区域的广告信息并向附连于转向架的车辆提供该广告信息。

·通信——每个模块化导轨块可基于它们的标识符来识别邻近的模块化导轨块，以通信控制信号。

如可理解的，当独立供电的导轨段较长时，控制彼此靠近的车辆的运动是困难的。将控制分解到模块化导轨块的层面极大地增强了独立控制彼此靠近的车辆的能力，且无需冒元件间在各车辆通过时发生推力波动的风险。在以下实施例中，元件相比车辆长度足够小，从而在车辆的磁场中总是会出现多个元件。通过切断后部元件同时接通下一元件，总的工作电动机长度保持恒定，且合力保持恒定，无需精细的调制方案。

在一些实施例的有利方面，当驱动线圈相对于被驱动车辆的长度变得足够短时，例如当(包含在模块化导轨块中的)驱动线圈元件小于总的车辆转向架推进磁体阵列202(图7A-7F)的长度的一半时，就可在转向架下保持工作且完全配合的线圈的恒定长度。如上所述，该构型可以显著地消除电无效和潜在的推力波动。这样，线圈的接通和切断(或实际上，模块化导轨块的驱动或推进功能的接通和切断)可在车辆上产生平稳的推进力。该构型的附加益处是，即便车辆彼此靠近，也能单独地进行控制。

尽管已图示和描述了说明性的实施例，但应予理解的是，其中可作出各种改变而不背离本发明的精神和范围。

Claims (26)

1.一种用于利用永久磁体悬浮和电动力学排斥的网状导轨交通系统中的电动力学排斥装置，其中，所述电动力学排斥装置为移动的车辆转向架提供被动对中力，所述电动力学排斥装置包括：

成对线圈阵列，每个线圈阵列包括多组线圈部件，每组包括至少三个相的线圈部件；

其中，每个线圈相中的线圈部件是串联的；并且

其中，所述成对线圈阵列被构造成无论相邻电动力学排斥装置的操作如何都能被单独地接通和切断。

2.如权利要求1所述的电动力学排斥装置，其特征在于，所述成对线圈阵列在模块化块的壁的一侧上横向成对且定位成彼此相对。

3.如权利要求1所述的电动力学排斥装置，其特征在于，所述线圈阵列的轴线平行于导轨的长轴。

4.如权利要求3所述的电动力学排斥装置，其特征在于，每个线圈部件中的线圈呈长形缠绕大致100匝。

5.如权利要求1所述的电动力学排斥装置，其特征在于，所述线圈阵列的轴线大致垂直于导轨的长轴。

6.如权利要求5所述电动力学排斥装置，其特征在于，所述线圈部件组包括第一线圈部件和第二线圈部件，所述第一线圈部件在两端侧弯曲，而所述第二线圈部件是平直的。

7.如权利要求6所述的电动力学排斥装置，其特征在于，每个线圈阵列包括一套六组线圈部件。

8.如权利要求6所述的电动力学排斥装置，其特征在于，所述第一和第二线圈部件中的线圈在矩形绕架中缠绕大致100匝。

9.如权利要求1所述电动力学排斥装置，其特征在于，对所述三个相的线圈部件相继地通电以产生行进磁波。

10.一种网状导轨交通系统的导轨结构，所述导轨结构包括：

导轨结构梁；以及

装载在所述导轨结构梁内的多个模块化导轨块，

其中，每个模块化导轨块还包括：

用于控制驱动电流和用于产生驱动信号的驱动电路部件；

用于提供抬升力的第一磁体部件；

用于提供推进力的第二磁体部件；以及

用于保持车辆转向架磁体的对准的电动力学排斥部件，其中，所述电动力学排斥部件还包括：

成对线圈阵列，每个线圈阵列包括多组线圈部件，每组包括至少三个相的线圈部件；

其中，每个相中的线圈部件是串联在一起的；并且

其中，所述成对线圈阵列被构造成无论相邻模块化导轨块的操作如何都能单独地被接通和切断。

11.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，所述成对线圈阵列横向成对且定位成彼此相对。

12.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，所述线圈阵列的轴线平行于所述导轨的长轴。

13.如权利要求12所述的导轨结构，其特征在于，每个线圈部件中的线圈呈长形缠绕大致100匝。

14.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，所述线圈阵列的轴线大致垂直于所述导轨的长轴。

15.如权利要求14所述的导轨结构，其特征在于，所述组包括第一线圈部件和第二线圈部件，所述第一线圈部件在两端侧弯曲，而所述第二线圈部件是平直的。

16.如权利要求15所述的导轨结构，其特征在于，每个线圈阵列包括一套六组。

17.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，对各相的所述线圈部件相继地通电以产生行进磁波。

18.如权利要求10所述导轨结构，其特征在于，所述驱动信号是基于从中央控制系统获得的控制信号来产生的。

19.如权利要求18所述的导轨结构，其特征在于，如果所述模块化导轨块与转向架磁性配合，则产生所述驱动信号。

20.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，所述驱动电路部件通过调制施加的电压的振幅、频率或相来控制所述施加的电压。

21.如权利要求20所述的导轨结构，其特征在于，所述调制的频率控制车辆的速度。

22.一种构造网状导轨交通系统中的导轨的方法，其中，所述导轨包括导轨结构梁以及装载在所述导轨结构梁内的多个模块化导轨块，每个模块化导轨块包括用于抬升车辆的悬浮部件以及用于对车辆转向架进行对中的电动力学排斥部件，所述电动力学排斥部件包括成对线圈阵列，所述线圈阵列包括多个至少三相的线圈部件，所述方法包括：

将新的模块化导轨块插入所述导轨结构梁；

将所述模块化导轨块电气耦合到所述导轨结构梁，以提供电力和通信数据功能；

接通所述新的模块化导轨块的驱动电路模块，以基于控制信号产生驱动信号，其中，所述控制信号接收自所述网状导轨交通系统的中央管理系统。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，每个模块化导轨块的长度与所述车辆转向架的长度相比相对较短。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述模块化导轨块的长度被确定成一个车辆转向架占据六个模块化导轨块。

25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，每个线圈相中的线圈部件在每个模块化导轨块中是串联的。

26.如权利要求22所述的方法，其特征在于，每个模块化导轨块设有全局唯一的标识符。

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