CN108790934A - 一种磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车。磁浮直线电机线圈调节装置，包括气隙控制器、驱动装置、悬浮间隙传感器及悬浮架，驱动装置安装于悬浮架上，直线电机线圈与驱动装置的驱动端连接，气隙控制器根据悬浮间隙传感器的检测信号控制驱动装置调节直线电机气隙，驱动装置上安装有气隙传感器，气隙控制器根据气隙传感器的检测信号继续控制驱动装置，以调节直线电机气隙。磁浮列车包括轨排、牵引组件、悬浮组件及上述磁浮直线电机线圈调节装置，牵引组件包括直线电机线圈和反应板，磁浮直线电机线圈调节装置与直线电机线圈驱动连接。本发明具有保证直线电机气隙精准性及稳定性，且安全性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及磁浮列车领域，尤其涉及一种磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车。
背景技术
中低速磁浮列车一般速度不超过120km/h。其磁浮列车牵引系统采用直线感应电机，提供磁浮列车前进的动能。直线感应电机包括设在轨道上的反应板和设在悬浮架上的直线电机线圈，反应板和直线电机线圈之间存在气隙，气隙值与磁浮列车的推进力成反比。当反应板和直线电机线圈之间的气隙越大，则磁浮列车推进力减小，其在一定程度上影响了磁浮列车的提速；但若减小气隙，则容易发生列车与轨道碰撞的事故，导致列车稳定性低、安全性差。
为解决上述技术问题，中国发明专利201710485560.4公开一种线圈调节装置、磁浮直线电机及磁浮列车。线圈调节装置包括吊装电机线圈的连接件、控制连接件纵向移动的驱动装置、测量悬浮间隙的传感器及接收控制指令的控制中心，控制中心根据控制指令和传感器检测的悬浮间隙控制驱动装置工作，以调节直线电机气隙，其在保证列车安全距离的同时有效提高了磁浮列车的运行速度。但悬浮间隙在磁浮列车运行时为动态变量，而直线电机气隙需经传感器检测反馈、控制中心控制后才能实现调节，其存在一定的误差，无法保证直线电机气隙的调节值为悬浮间隙的实时变量，导致直线电机气隙在列车运行时(尤其在颠簸状态)的精准性及稳定性低，无法满足磁浮列车运行的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可保证直线电机气隙精准性及稳定性，且安全性高的磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车。
一种磁浮直线电机线圈调节装置，包括气隙控制器、驱动装置、悬浮间隙传感器及悬浮架，所述驱动装置安装于悬浮架上，所述直线电机线圈与驱动装置的驱动端连接，并在驱动装置的驱动下调节直线电机气隙，所述气隙控制器根据悬浮间隙传感器的检测信号控制驱动装置调节直线电机气隙，所述驱动装置上安装有用于校核直线电机气隙的气隙传感器，所述气隙控制器根据气隙传感器的检测信号继续控制驱动装置，以调节直线电机气隙。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述气隙传感器的检测信号包括气隙检测值，所述气隙控制器将气隙检测值与预设阈值进行比较，当气隙检测值大于或小于预设阈值时，继续控制驱动装置以调节直线电机线圈的高度，直至气隙检测值等于预设阈值。
当车辆处于悬浮状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置下压直线电机线圈，以调节直线电机气隙至预设阈值；当车辆处于落车状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置卸载对直线电机线圈的下压力，使直线电机气隙达到最大值；当车辆处于匀速行驶状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置下压或卸载，以调节直线电机气隙维持预设阈值；当车辆处于减速行驶状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置卸载，使直线电机气隙变大；当车辆处于增速行驶状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置下压，使直线电机气隙变小。
所述驱动装置包括升降驱动件和设于升降驱动件驱动端的连接板，所述升降驱动件安装于所述悬浮架上，所述直线电机线圈安装于所述连接板的底端。
所述气隙传感器设于所述连接板的底端，且所述气隙传感器的下表面高于所述直线电机线圈的下表面。
所述升降驱动件至少为两组，当所述升降驱动件为偶数时，所述升降驱动件对称或对角布置于直线电机线圈中心的两端，当所述升降驱动件为奇数时，其中一所述升降驱动件设于所述直线电机线圈的中心，其余所述升降驱动件对称或对角布置于直线电机线圈中心的两端。
各组所述升降驱动件上均设有控制升降驱动件同步运动的同步阀。
所述直线电机气隙为6～10mm。
一种磁浮列车，包括轨排、设于轨排上方的牵引组件、设于轨排下方的悬浮组件，以及如上述所述的磁浮直线电机线圈调节装置，所述牵引组件包括直线电机线圈和反应板，所述磁浮直线电机线圈调节装置与直线电机线圈驱动连接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述悬浮组件包括悬浮电磁铁、悬浮控制器及放大器，所述悬浮电磁铁与悬浮架固定连接，且与轨排磁性相吸；所述悬浮控制器与悬浮间隙传感器连接，所述悬浮控制器根据悬浮间隙传感器的检测信号控制悬浮电磁铁的电流量，以调节悬浮电磁铁的高度；所述放大器设于悬浮控制器与悬浮电磁铁之间。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明在驱动装置上安装气隙传感器，气隙控制器根据气隙传感器的检测信号继续控制驱动装置，以对调节后的直线电机气隙进行校核、调整。其避免了采用悬浮间隙调节时造成的误差，保证了直线电机气隙在列车运行时的精准性及稳定性，有效提高了磁浮列车运行的安全性。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明的结构示意图。
图中各标号表示：
1、轨排；2、悬浮架；3、牵引组件；31、直线电机线圈；32、反应板；33、直线电机气隙；4、悬浮组件；41、悬浮电磁铁；42、悬浮控制器；43、放大器；44、悬浮间隙；5、悬浮间隙传感器；6、驱动装置；61、升降驱动件；62、连接板；7、气隙传感器；8、车体；9、空气弹簧。
具体实施方式
下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例的磁浮直线电机线圈调节装置，包括气隙控制器、驱动装置6、悬浮间隙传感器5及悬浮架2。其中，驱动装置6安装于悬浮架2上；直线电机线圈31与驱动装置6的驱动端连接，直线电机线圈31在驱动装置6的驱动下调节直线电机气隙33；悬浮间隙传感器5实时检测悬浮间隙44，气隙控制器根据悬浮间隙传感器5的检测信号控制驱动装置6，以在列车运行时调节直线电机气隙33。本实施例中，驱动装置6上安装有气隙传感器7，气隙控制器与气隙传感器7连接，气隙控制器根据气隙传感器7的检测信号继续控制驱动装置6，以对调节后的直线电机气隙33进行校核、调整。其避免了采用悬浮间隙44调节时造成的误差，保证了直线电机气隙33在列车运行时的精准性及稳定性，有效提高了磁浮列车运行的安全性。
进一步的，本实施例的气隙传感器7的检测信号包括气隙检测值，气隙控制器将气隙检测值与预设阈值进行比较。当气隙检测值等于预设阈值时，判定直线电机线圈31的调节量满足直线电机气隙33稳定的要求；当气隙检测值大于或小于预设阈值时，继续控制驱动装置6以调节直线电机线圈31的高度，直至气隙检测值等于预设阈值。其进一步保证了直线电机气隙33在列车运行时始终保持不变，在满足提速要求的同时进一步提高了磁浮列车运行的安全性。本实施例中，预设阈值为满足磁浮列车安全性及速度要求的预设阈值，一般在6～10mm。
本实施例中，当车辆处于悬浮状态时，气隙控制器控制驱动装置6下压直线电机线圈31，以调节直线电机气隙33至预设阈值；当车辆处于落车状态时，气隙控制器控制驱动装置6卸载对直线电机线圈31的下压力，使直线电机气隙33达到最大值；当车辆处于匀速行驶状态时，气隙控制器控制驱动装置6下压或卸载，以调节直线电机气隙33维持预设阈值；当车辆处于减速行驶状态时，气隙控制器控制驱动装置6卸载，使直线电机气隙33变大；当车辆处于增速行驶状态时，气隙控制器控制驱动装置6下压，使直线电机气隙33变小。其实现了小气隙控制，在保证列车安全距离的同时有效提高了磁浮列车的运行速度。
如图1所示，驱动装置6包括升降驱动件61和连接板62。其中，升降驱动件安装于悬浮架2上，连接板62设于升降驱动件61的驱动端，直线电机线圈31安装于连接板62的底端，通过升降驱动件61的升降即可带动连接板62底端的直线电机线圈31调节位置。其结构简单、直线电机线圈31调节可靠、
进一步的，本实施例的气隙传感器7设于连接板62的底端，且气隙传感器7的下表面高于直线电机线圈31的下表面，以避免气隙传感器7与反应板32碰撞损坏的发生，提高传感器的使用寿命。
如图1所示，本实施例的驱动装置6设于直线电机线圈31与悬浮架2之间。驱动装置6为两组，两组驱动装置6上均设有同步阀，以使得驱动装置6同步运动，保证直线电机线圈31的水平升降。本实施例中，驱动装置6为伸缩缸，在其他实施例中，驱动装置6也可为剪式伸缩机构等其他伸缩驱动机构。
进一步的，两驱动装置6对角布置设于直线电机线圈31中心的两端，以保证直线电机线圈31的受力均衡；在其他实施例中，驱动装置6的数量可根据要求进行调整，如设置为三个、四个、五个等。当驱动装置6为三个或五个时，其中一驱动装置6设于直线电机线圈31的中心，其余驱动装置6对称或对角布置于直线电机线圈31中心的两端；当驱动装置6为四个时，驱动装置6对称或对角布置于直线电机线圈31中心的两端。其使得直线电机线圈31的均匀受力，保证了直线电机线圈31的水平、平稳升降。
本实施例的磁浮列车，包括轨排1、牵引组件3、悬浮组件4及上述实施例所述的磁浮直线电机线圈调节装置。其中，牵引组件3设于轨排1的上方，牵引组件3包括直线电机线圈31和反应板32，直线电机线圈31设于悬浮架2上，反应板32设于轨排1上，直线电机线圈31与反应板32相对设置，直线电机线圈31与反应板32之间为直线电机气隙33。悬浮组件4设于轨排1的下方，并与轨排1磁力相吸，悬浮组件4与悬浮架2固定连接，在悬浮起伏时悬浮架2随悬浮组件4一起运动，以实现磁力列车的悬浮；同时，悬浮间隙传感器5设于悬浮组件4与轨排1之间，用于实时检测悬浮气隙悬浮间隙44。磁浮直线电机线圈调节装置与直线电机线圈31驱动连接，以实现直线电机线圈31纵向位置的调节，最终达到调节直线电机气隙33的作用。
如图1所示，本实施例的悬浮组件4包括悬浮电磁铁41、悬浮控制器42及放大器43。其中，悬浮电磁铁41设于轨排1的下方，并与轨排1磁性相吸；悬浮电磁铁41与悬浮架2固定连接，当悬浮电磁铁41磁性相吸上升时，悬浮架2同步上升，以达到列车悬浮的目的。悬浮控制器42与悬浮间隙传感器5连接，悬浮控制器42根据悬浮间隙传感器5的检测信号控制悬浮电磁铁41的电流量，以调节悬浮电磁铁41的高度，使悬浮间隙44在列车运行时保持稳定，悬浮间隙44一般设置在8mm-12mm；放大器43设于悬浮控制器42与悬浮电磁铁41之间，以起到功率放大的作用。
进一步的，本实施例的悬浮架2为L形悬浮架。L形悬浮架的一端内侧与悬浮电磁铁41固定连接；L形悬浮架的另一端内侧通过驱动装置6与直线电机线圈31连接。其布局结构简单紧凑，保证了悬浮架2与牵引组件3及悬浮组件4的有效连接。进一步的，本实施例的磁浮列车还包括车体8。车体8与悬浮架2之间设有空气弹簧9，以起到缓冲减震的作用。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种磁浮直线电机线圈调节装置，包括气隙控制器、驱动装置、悬浮间隙传感器及悬浮架，所述驱动装置安装于悬浮架上，所述直线电机线圈与驱动装置的驱动端连接，并在驱动装置的驱动下调节直线电机气隙，所述气隙控制器根据悬浮间隙传感器的检测信号控制驱动装置调节直线电机气隙，其特征在于，所述驱动装置上安装有用于校核直线电机气隙的气隙传感器，所述气隙控制器根据气隙传感器的检测信号继续控制驱动装置，以调节直线电机气隙。
2.根据权利要求1所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，所述气隙传感器的检测信号包括气隙检测值，所述气隙控制器将气隙检测值与预设阈值进行比较，当气隙检测值大于或小于预设阈值时，继续控制驱动装置以调节直线电机线圈的高度，直至气隙检测值等于预设阈值。
3.根据权利要求2所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，当车辆处于悬浮状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置下压直线电机线圈，以调节直线电机气隙至预设阈值；当车辆处于落车状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置卸载对直线电机线圈的下压力，使直线电机气隙达到最大值；当车辆处于匀速行驶状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置下压或卸载，以调节直线电机气隙维持预设阈值；当车辆处于减速行驶状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置卸载，使直线电机气隙变大；当车辆处于增速行驶状态时，所述气隙控制器控制所述驱动装置下压，使直线电机气隙变小。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，所述驱动装置包括升降驱动件和设于升降驱动件驱动端的连接板，所述升降驱动件安装于所述悬浮架上，所述直线电机线圈安装于所述连接板的底端。
5.根据权利要求4所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，所述气隙传感器设于所述连接板的底端，且所述气隙传感器的下表面高于所述直线电机线圈的下表面。
6.根据权利要求4所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，所述升降驱动件至少为两组，当所述升降驱动件为偶数时，所述升降驱动件对称或对角布置于直线电机线圈中心的两端，当所述升降驱动件为奇数时，其中一所述升降驱动件设于所述直线电机线圈的中心，其余所述升降驱动件对称或对角布置于直线电机线圈中心的两端。
7.根据权利要求6所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，各组所述升降驱动件上均设有控制升降驱动件同步运动的同步阀。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁浮直线电机线圈调节装置，其特征在于，所述直线电机气隙为6～10mm。
9.一种磁浮列车，其特征在于，包括轨排、设于轨排上方的牵引组件、设于轨排下方的悬浮组件，以及如权利要求中1至8任意一项所述的磁浮直线电机线圈调节装置，所述牵引组件包括直线电机线圈和反应板，所述磁浮直线电机线圈调节装置与直线电机线圈驱动连接。
10.根据权利要求9所述的磁浮列车，其特征在于，所述悬浮组件包括悬浮电磁铁、悬浮控制器及放大器，所述悬浮电磁铁与悬浮架固定连接，且与轨排磁性相吸；所述悬浮控制器与悬浮间隙传感器连接，所述悬浮控制器根据悬浮间隙传感器的检测信号控制悬浮电磁铁的电流量，以调节悬浮电磁铁的高度；所述放大器设于悬浮控制器与悬浮电磁铁之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 410100 No. 88 East 7 Line, Changsha Economic and Technological Development Zone, Hunan Province Applicant after: China Railway Construction Heavy Industry Co.,Ltd. Address before: 410100 88 East seven road, Changsha economic and Technological Development Zone, Hunan Applicant before: China Railway Construction Heavy Industry Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181113 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |