CN107968546A - 一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，包括底板、第一支架和第二支架，所述底板顶部两侧的边缘位置处皆固定有沿着底板长度方向设置的第一支架，两个第一支架内侧底板顶部的中心位置处沿着底板长度方向间断等距离固定有铁芯，且铁芯上均匀固定有横向线圈，所述第一支架的上方设有第二支架，第二支架底部的中心位置处设有容纳腔，且容纳腔的内部安装有高温超导体。本发明通过在第一支架外侧顶部的凹槽内设置安装有通电线圈的安装盒，配合第二支架两侧内壁空腔内部安装的永磁体，同时在导向轮与导向槽的作用下，使得第一之间与第二支架之间相互独立不接触，提升了直线电机的功率密度。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮运输技术领域，具体为一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机。
背景技术
高温超导磁悬浮是利用高温超导体的强钉扎电流与激励磁场的电磁互作用在宏观上产生与悬浮体自身重力平衡的悬浮力以及横向稳定所需的导向力，具有独特的自稳定特性。由于不存在机械接触，使得在运行过程中能量损耗很小，运行速度快，易于控制，噪声极低，大大提高了系统运行效率。
但是，在目前的高温超导磁悬浮车系统方案中，轨道磁场都是由永磁体按一定方式组合装配而成的永磁轨道产生，用于实现高温超导体自稳定悬浮，因此需要沿轨道线路连续铺设永磁体，轨道距离越长，用材越多，这导致线路材料成本的上升，并且大量的使用稀有资源永磁铁也是不现实的。
横向磁通直线感应电机是一种新颖的直线电机结构，该电机定子磁通线的闭合路径与行波磁场的运动方向相垂直，当动子为非磁性金属板时，定动子间的电磁互作用在产生驱动力的同时也能产生电动悬浮力，在不添加其他辅助设备的情况下具有同时实现悬浮、导向与驱动的功能，然而，传统电工材料固有的低电导能力使得目前的横向磁通直线感应电机的悬浮能力普遍不强，应用受到极大限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，包括底板、第一支架和第二支架，所述底板顶部两侧的边缘位置处皆固定有沿着底板长度方向设置的第一支架，两个第一支架内侧底板顶部的中心位置处沿着底板长度方向间断等距离固定有铁芯，且铁芯上均匀固定有横向线圈，所述第一支架外侧的顶部皆均匀设有凹槽，凹槽的内部皆固定有安装盒，安装盒的内部皆安装有通电线圈，且凹槽下方的第一支架上皆设有导向槽，所述第一支架的上方设有第二支架，第二支架底部的中心位置处设有容纳腔，且容纳腔的内部安装有高温超导体，所述第二支架两侧内壁对应凹槽的位置处皆设有空腔，空腔的内部安装有永磁体，且空腔下方的第二支架皆通过转轴安装有与导向槽相匹配导向轮。
优选的，所述横向线圈均匀套设在铁芯上，且铁芯的高度与第一支架的高度相等。
优选的，所述高温超导体为矩形块状结构。
优选的，所述第一支架开口处的距离小于第二支架开口处的距离，且第二支架套设在第一支架上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，结合高温超导的零电阻独特电磁特性与横向磁通原理，配合了传统超导磁悬浮系统的永磁轨道，高温超导体动子不用添加任何辅助设备即可同时实现垂向悬浮、侧向稳定以及前后运动，大大节约了成本，且通过在第一支架外侧顶部的凹槽内设置安装有通电线圈的安装盒，配合第二支架两侧内壁空腔内部安装的永磁体，同时在导向轮与导向槽的作用下，使得第一之间与第二支架之间相互独立不接触，提升了直线电机的功率密度，本发明铁芯与横向线圈构成的各绕组相互独立放置，使得结构更加简单，散热性能更优。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图。
图中：1-转轴；2-导向轮；3-导向槽；4-第一支架；5-横向线圈；6-第二支架；7-高温超导体；8-铁芯；9-容纳腔；10-凹槽；11-空腔；12-永磁体；13-安装盒；14-底板；15-通电线圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，包括底板14、第一支架4和第二支架6，底板14顶部两侧的边缘位置处皆固定有沿着底板14长度方向设置的第一支架4，两个第一支架4内侧底板14顶部的中心位置处沿着底板14长度方向间断等距离固定有铁芯8，且铁芯8上均匀固定有横向线圈5，横向线圈5均匀套设在铁芯8上，且铁芯8的高度与第一支架4的高度相等，第一支架4外侧的顶部皆均匀设有凹槽10，凹槽10的内部皆固定有安装盒13，安装盒13的内部皆安装有通电线圈15，且凹槽10下方的第一支架4上皆设有导向槽3，第一支架4的上方设有第二支架6，第一支架4开口处的距离小于第二支架6开口处的距离，且第二支架6套设在第一支架4上方，第二支架6底部的中心位置处设有容纳腔9，且容纳腔9的内部安装有高温超导体7，高温超导体7为矩形块状结构，第二支架6两侧内壁对应凹槽10的位置处皆设有空腔11，空腔11的内部安装有永磁体12，且空腔11下方的第二支架6皆通过转轴1安装有与导向槽3相匹配导向轮2。
工作原理：使用时，横向线圈5绕于铁芯8上，通入三相对称交流电，此时在铁芯8的齿部形成磁极，两侧磁极的极性与中间齿部磁极极性相反，并在气隙处产生行波磁场，各铁芯8沿垂直横向线圈5磁力线闭合路径平行等距放置，进行冷却后的高温超导体7在初级定子线圈磁场作用下，感应产生强钉扎涡流，在铁芯8中心齿部磁极的作用下实现稳定悬浮，同时，第一支架4安装盒13内部通电线圈15通电，配合第二支架6两侧内壁空腔11内部安装的永磁体12，以及在导向轮2与导向槽3的作用下，使得第一之间4与第二支架6之间相互独立不接触，提升了直线电机的功率密度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，包括底板(14)、第一支架(4)和第二支架(6)，其特征在于：所述底板(14)顶部两侧的边缘位置处皆固定有沿着底板(14)长度方向设置的第一支架(4)，两个第一支架(4)内侧底板(14)顶部的中心位置处沿着底板(14)长度方向间断等距离固定有铁芯(8)，且铁芯(8)上均匀固定有横向线圈(5)，所述第一支架(4)外侧的顶部皆均匀设有凹槽(10)，凹槽(10)的内部皆固定有安装盒(13)，安装盒(13)的内部皆安装有通电线圈(15)，且凹槽(10)下方的第一支架(4)上皆设有导向槽(3)，所述第一支架(4)的上方设有第二支架(6)，第二支架(6)底部的中心位置处设有容纳腔(9)，且容纳腔(9)的内部安装有高温超导体(7)，所述第二支架(6)两侧内壁对应凹槽(10)的位置处皆设有空腔(11)，空腔(11)的内部安装有永磁体(12)，且空腔(11)下方的第二支架(6)皆通过转轴(1)安装有与导向槽(3)相匹配导向轮(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，其特征在于：所述横向线圈(5)均匀套设在铁芯(8)上，且铁芯(8)的高度与第一支架(4)的高度相等。
3.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，其特征在于：所述高温超导体(7)为矩形块状结构。
4.根据权利要求1所述的一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机，其特征在于：所述第一支架(4)开口处的距离小于第二支架(6)开口处的距离，且第二支架(6)套设在第一支架(4)上方。
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