CN101668656A - 具有集成的磁悬浮悬挂、稳定和推进功能的导轨运输系统 - Google Patents

Abstract

一种网状导轨交通系统与该网状导轨运输系统内的基于感应的排斥一起使用永久磁体的排斥，其可随着运动被动悬浮。使用磁悬浮技术来替代车轮作为车辆悬挂的主要手段。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在大多数运行速度下提供对中力，同时集成线性电动机功能与电动力学对中功能。此外，网状导轨交通系统在导轨中不使用任何移动构件，这就增强了导轨的可靠性。

Description

具有集成的磁悬浮悬挂、稳定和推进功能的导轨运输系统

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11/960,616号和2006年12月20日提交的美国临时申请第60/870,880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系统需要有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和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的故障处。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严重的维修保养方面的问题。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。但建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较长距离所需的通过时间将对乘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，建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。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的方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，也不想要将其用作确定要求保护的主题的范围的辅助手段。

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。使用磁悬浮来替代车轮作为车轮悬挂的主要手段，因此可使自动交通系统(例如PRT系统)能在商业上、经济上以及政策上可行。在一些实施例中，网状导轨交通系统将永久磁体悬浮与电动力学稳定和线性电动机推进相结合。也就是说，该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与电动力学对中功能。

根据本发明的另一实施例，为网状导轨交通系统提供一种车辆转向架(bogie)。该车辆转向架包括多个转向架节段，它们使用永久磁体排斥(PMR)部件来提供在所有速度下都可工作的主升力，而使用电动力学排斥(EDR)对中子系统来产生在大多数运行速度下的对中力。此外，在EDR对中子系统中，线性电动机功能与电动力学对中功能集成在一起。

根据本发明的再一实施例，提供一种包括若干用于导轨的模块化导轨块的导轨结构。每个导轨块包括推进线圈部件、第一永久磁体部件和第二永久磁体部件，第一永久磁体部件包括在模块化导轨块的壁上布置成线性阵列的永久磁体，其中该第一永久磁体部件提供抬升和垂向夹紧力，第二永久磁体部件用于提供推进力。第一永久磁体部件中的永久磁体布置成同极线性阵列，该阵列的纵向轴线对准在车辆的行进方向上。

根据本发明的再一实施例，提供一种利用永久磁体悬浮和电动力学排斥的网状导轨交通系统。该网状导轨交通系统包括包含一组转向架节段的车辆转向架，每个转向架节段包括用于抬升车辆的转向架悬浮部件、用于对移动的车辆转向架被动地对中的转向架电动力学排斥部件以及用于在车辆转向架上提供推进力的转向架线性推进部件。网状导轨交通系统还包括包含一组模块化导轨块的导轨，每个模块化导轨块包括用于抬升车辆的导轨悬浮部件和导轨线性推进部件，其中，转向架线性推进部件布置成与导轨线性推进部件相对。

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EDR对中子系统的示例性方式；以及

图7A一7F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。

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。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部件，这就增强了导轨的可靠性。

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导轨结构梁122的壳体内，以承载支承柱115之间的荷载。

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造。

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，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，可无接触地将电力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360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，车辆转向架360的转向架节段可以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。由此，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。

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地对中。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)将保持车辆转向架保持为横向居中。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以及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(with)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，如果永久磁体阵列相比另一侧更靠近这一侧，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。在该构造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，这可在建造中显著降低成本。

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。当就转向架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对来自同极永久磁体阵列的直接磁性排斥的需要。

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)

1.一种在网状导轨交通系统中用于将车辆匹配到导轨的车辆转向架，所述车辆转向架包括：

转向架支承结构；

以线性结构连接到所述转向架支承结构的第一磁体部件，所述第一磁体部件用于在所述车辆转向架上提供推进力，其中，所述第一磁体部件放置在所述车辆转向架的顶部上；

以线性结构连接到所述转向架支承结构的第二磁体部件，所述第二磁体部件用于提供抬升所述车辆的向上力，其中，所述第一磁体部件和所述第二磁体部件大致彼此平行地放置；以及

对中部件，所述对中部件在所述车辆转向架移动时被动地对所述车辆转向架进行对中，

其中，所述对中部件利用电动力学排斥来对所述车辆转向架进行对中。

2.如权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述第一磁体部件布置成与在所述导轨上提供推进力的导轨电线圈相对。

3.如权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述第一磁体部件具有周期性变化的极性，而所述第二磁体部件是同极的。

4.如权利要求1所述车辆转向架，其特征在于，还包括用于提供夹紧所述车辆的向下的力的第三磁体部件，其中，第三磁体部件采用在所述车辆转向架上提供垂向力的附加的永久磁体阵列。

5.如权利要求3所述车辆转向架，其特征在于，所述第三磁体部件位于所述车辆转向架上，且使所述导轨磁体的底侧用于产生排斥。

6.如权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，电子电动机对所述车辆转向架供电。

7.如权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述车辆转向架分为多个转向架节段。

8.如权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，所述对中部件包括通电以提供向前力的推进线圈。

9.如权利要求1所述的车辆转向架，其特征在于，给所述推进线圈通电来提供制动力。

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：

第一永久磁体部件，所述第一永久磁体部件包括在所述模块化导轨块的壁上布置成线性阵列的永久磁体，所述第一磁体部件提供抬升和垂直夹紧力；

用于提供推进力的第二永久磁体部件；以及

第一电动力学排斥部件，所述第一电动力学排斥部件包括推进线圈，并用于保持转向架抬升磁体的对准。

11.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，所述第一永久磁体部件中的磁体布置成同极线性阵列。

12.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，基于所述导轨上的轨道位置来确定所述永久磁体的尺寸。

13.如权利要求10所述的导轨结构，其特征在于，所述第二永久磁体部件由包括平面导电元件叠的第二电动力学排斥部件来替代。

14.如权利要求13所述的导轨结构，其特征在于，所述第二电动力学排斥部件位于所述模块化导轨块的壁的下部，而所述第一电动力学排斥部件位于所述模块化导轨块的壁的上部。

15.一种利用永久磁体悬浮和电动力学排斥的网状导轨交通系统，所述系统包括：

包括一组转向架节段的车辆转向架，每个转向架节段包括用于抬升车辆的转向架悬浮部件和用于在所述车辆转向架上提供推进的转向架推进磁体部件，其中，所述车辆转向架将车辆支承在所述网状导轨交通系统中；以及

包括一组模块化导轨块的导轨，每个模块化导轨块包括用于抬升所述车辆的导轨悬浮部件和用于被动地对移动中的所述车辆转向架进行对中的导轨电动力学排斥部件。

其中，所述转向架推进磁体部件布置成与所述导轨电动力学排斥部件相对。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述导轨电动力学排斥部件包括导轨推进线圈，所述转向架推进磁体部件相对于所述导轨推进线圈位于中央。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述导轨推进线圈横向相对地成对连接，以在所述转向架推进磁体部件与所述导轨推进线圈基本上等距时，消除运动感生的电压。

18.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述转向架悬浮部件包括：放置成线性结构的第一永久磁体部件，所述第一永久磁体部件提供用于抬升所述车辆的向上力；以及用于提供夹紧所述车辆的向下力的第二永久磁体。

19.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述转向架节段组嵌装在所述模块化导轨块组中。

20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述模块化导轨块组包括五个模块化导轨块。

21.如权利要求15所述的系统，其特征在于，每个转向架节段还包括用于提供被动对中力的转向架电动力学排斥部件，每个模块化导轨块包括用于提供推进力的成对导轨推进磁体部件。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述转向架电动力学排斥部件相对于所述成对导轨推进磁体部件位于中央。

23.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述转向架电动力学排斥部件是转向架推进线圈或平面导电元件叠中的一个。

24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，在所述多个模块化导轨块中的所述线性线圈形成相连的线性电动机。

25.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统使用下悬车辆。

26.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述模块化导轨块包括附加的导轨推进线圈，所述转向架节段包括附加的转向架推进磁体部件，所述附加的转向架推进磁体部件相对于所述附加的导轨推进线圈位于中央。

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