CN109823191A - 一种中低速磁浮列车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁浮系统，一种中低速磁浮列车系统，车体通过弹性装置连接转向架，T型轨道左右支臂位于转向架两端C型外包结构内，C型外包结构底部固装U型电磁铁、并沿转向架长度设置，U型电磁铁凹槽内固装直线电机定子，直线电机定子沿U型电磁铁长度设置，支臂底面固装倒E型导轨，倒E型导轨两端向下凸出部分别与对应U型电磁铁两端向上凸出部竖向对正，倒E型导轨中间向下凸出部上固装反应板，反应板与直线电机定子竖向对正，倒E型导轨和反应板沿T型轨道长度设置。该系统集成了磁浮列车悬浮、驱动、导向三大功能，各功能组件加工精度容易保证，降低施工难度，减小体积重量，悬浮导向和驱动效率可随悬浮间隙减小而同时升高。
Description
技术领域
本发明涉及磁浮系统，特别涉及一种中低速磁浮列车系统。
背景技术
中低速磁浮列车主要由悬浮系统、驱动系统和导向系统三大部分组成，在目前的绝大部分设计中，这三部分的功能均由磁力来完成。
如图1所示，现有的中低速磁浮方案中，悬浮电磁铁位于倒U型导轨下方，并正对倒U型导轨，在车辆有横向偏移时，会自动产生一定导向力，位于倒U型导轨上方的直线感应电机与反应板配合产生驱动力，即悬浮导向和驱动系统功能相对独立，需分别设计悬浮导向和驱动功能的支撑结构和电气系统，且由于系统之间相互影响，难以保证施工精度，无法实现悬浮/导向和驱动的效率同时提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种中低速磁浮列车系统，一体化系统结构合理紧凑，该系统集成了磁浮列车悬浮、驱动、导向三大功能，T型轨道、U型电磁铁、直线电机定子和倒E型导轨均工厂化制造，可确保各功能组件的加工精度，有效降低施工难度，减小体积和重量，同时，悬浮/导向和驱动的效率均可随悬浮间隙减小而同时升高。
本发明采用的技术方案如下：一种中低速磁浮列车系统，包括车体和T型轨道，所述车体底部通过弹性装置固定连接有转向架，所述转向架的左右端均具有C型外包结构，所述T型轨道上部的左右支臂分别对应位于两C型外包结构内，所述C型外包结构的底部均固定安装有U型电磁铁，所述U型电磁铁沿所述转向架长度设置，所述U型电磁铁的凹槽内固定安装有直线电机定子，所述直线电机定子沿所述U型电磁铁长度设置，所述支臂的底面均固定安装有倒E型导轨，所述倒E型导轨两端的向下凸出部分别与对应U型电磁铁两端的向上凸出部竖向对正，所述倒E型导轨中间的向下凸出部上固定安装有反应板，所述反应板与所述直线电机定子竖向对正，所述倒E型导轨和反应板沿所述T型轨道长度设置。
如此设置，一体化系统结构合理紧凑，T型轨道、U型电磁铁、直线电机定子和倒E型导轨均工厂化制造，施工精度能够得到保证，降低了施工难度，减小了体积和重量；现有中低速磁浮，悬浮和牵引驱动分别放置在轨道下方和上方，导致这两个力不能同时变大，有互斥的关系，无法实现悬浮/导向和驱动的效率同时提升，本申请中，U型电磁铁、直线电机定子、倒E型导轨和反应板均设置在T型轨道的下方，悬浮吸力和牵引驱动力均在轨道下方实现，U型电磁铁与倒E型导轨之间具有间隙，直线电机定子与反应板之间也具有间隙，这两个力的大小均与间隙值成反比，当悬浮/驱动部分与轨道之间间隙变小，可以同时提供一个很大的悬浮吸力和牵引力，悬浮/导向和驱动的效率均可随悬浮间隙减小而同时升高。
本发明所述的一种中低速磁浮列车系统，所述直线电机定子的下表面与所述U型电磁铁凹槽的上表面之间间隔设置有若干个散热块，所述散热块的上表面与所述直线电机定子的底面接触、其下表面与所述U型电磁铁凹槽的上表面接触，所述散热块具有内部空腔、冷却介质进口和冷却介质出口，各散热块的冷却介质进口均与同一入口管连接，各散热块的冷却介质出口均与同一出口管连接，所述入口管通过泵与冷却介质储存箱连接，所述出口管通过散热器与所述冷却介质储存箱连接。
如此设置，冷却介质能够可靠有效地对U型电磁铁和直线电机定子进行循环冷却工作，保证二者可靠有效地工作。
本发明所述的一种中低速磁浮列车系统，所述直线电机为直线感应电机。
本发明所述的一种中低速磁浮列车系统，所述C型外包结构上部安装有支撑轮，未悬浮时，所述车体和转向架通过所述支撑轮支撑于所述T型轨道上。
如此设置，在未悬浮时，列车系统可通过故障牵引车在T型轨道上牵引移动，在悬浮功能失效时，列车可顺利移动至维修区域。
本发明所述的一种中低速磁浮列车系统，所述T型轨道左右支臂上部设有安装槽，所述安装槽内固定安装有救援轨，所述救援轨沿所述T型轨道长度设置，所述支撑轮的内侧具有限位导向轮缘，所述救援轨具有匹配凹槽，未悬浮时，所述支撑轮支撑于所述救援轨上，所述限位导向轮缘位于所述匹配凹槽内，所述匹配凹槽对所述限位导向轮缘形成限位并导向。
如此设置，T型轨道本体为钢筋混凝土材质，若支撑轮频繁与其本体表面接触，本体表面容易受损，而救援轨能够进一步为支撑轮提供稳固可靠的支撑，保证使用寿命，并对支撑轮的移动进行导向，同时匹配凹槽还可对救援牵引车的车轮进行限位导向。
本发明所述的一种中低速磁浮列车系统，还包括固定安装于所述转向架上的电磁制动装置，通电时，所述电磁制动装置产生磁力并吸附在所述救援轨上表面，通过摩擦力产生制动力。
如此设置，使得制动过程的实现更加方便快捷。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的一体化系统结构合理紧凑，该系统集成了磁浮列车悬浮、驱动、导向三大功能，T型轨道、U型电磁铁、直线电机定子和倒E型导轨均工厂化制造，可确保各功能组件的加工精度，有效降低施工难度，减小体积和重量，同时，悬浮/导向和驱动的效率均可随悬浮间隙减小而同时升高。
附图说明
图1传统的中低速常导电磁吸力型(EMS)磁浮列车的结构；
图2是本发明实施例1的示意图；
图3是本发明中散热块、入口管、出口管、泵、散热器和冷却介质储存箱的流程示意图；
图4是本发明实施例2的示意图；
图5是图4中A处放大图。
附图标记：1为车体，2为T型轨道，3为弹性装置，4为转向架，5为支臂，6为U型电磁铁，7为直线电机定子，8为倒E型导轨，9为反应板，10为散热块，11为入口管，12为出口管，13为泵，14为冷却介质储存箱，15为散热器，16为支撑轮，16-1为限位导向轮缘，17为安装槽，18为救援轨，18-1为匹配凹槽，19为电磁制动装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1
如图2和3所示，一种中低速磁浮列车系统，包括车体1和T型轨道2，T型轨道2为钢筋混凝土材质、且为一体成型结构，车体1底部通过弹性装置3固定连接有转向架4，转向架4的左右端均具有C型外包结构，T型轨道2上部的左右支臂5分别对应位于两C型外包结构内，C型外包结构的底部均固定安装有U型电磁铁6，U型电磁铁6带线圈绕组，线圈绕组绕在U型电磁铁6两端的向上凸出部上，U型电磁铁6沿转向架4长度设置，U型电磁铁6的凹槽内固定安装有直线电机定子7，直线电机为直线感应电机，直线电机定子7包括铁芯和线圈绕组，直线电机定子7沿U型电磁铁6长度设置，支臂5的底面均固定安装有倒E型导轨8，倒E型导轨8两端的向下凸出部分别与对应U型电磁铁6两端的向上凸出部竖向对正，倒E型导轨8中间的向下凸出部上固定安装有反应板9，反应板9为铝材质，反应板9与直线电机定子7竖向对正，倒E型导轨8和反应板9沿T型轨道2长度设置，倒E型导轨8为U型电磁铁6提供磁路，倒E型导轨8和反应板9为直线电机提供动子部分，倒E型导轨8为导磁材质；进一步在C型外包结构上部安装有支撑轮16，未悬浮时，车体1和转向架4通过支撑轮16支撑于T型轨道2对的上，在未悬浮时，列车系统可通过故障牵引车（图中未示出）在T型轨道上牵引移动，在悬浮功能失效时，列车可顺利移动至维修区域。
工作时，U型电磁铁6与倒E型导轨8两端的向下凸出部配合实现悬浮过程和导向过程，直线电机定子7与反应板9配合实现牵引驱动过程，悬浮、导向和驱动过程均在C型外包结构底部和T型轨道2底部实现。
进一步地，直线电机定子7的下表面与U型电磁铁6凹槽的上表面之间间隔设置有若干个散热块10，各散热块10沿U型电磁铁6长度方向间隔均匀地设置，相邻散热块10之间的间隔区域可供直线电机定子7与U型电磁铁6固定连接，散热块10的上表面与直线电机定子7的底面接触、其下表面与U型电磁铁6凹槽的上表面接触，散热块10具有内部空腔、冷却介质进口和冷却介质出口，各散热块10的冷却介质进口均与同一入口管11连接，各散热块10的冷却介质出口均与同一出口管12连接，入口管11通过泵13与冷却介质储存箱14连接，出口管12通过散热器15与冷却介质储存箱14连接，此处冷却介质具体为水。
泵13、散热器15和冷却介质储存箱14设置于车体1上，冷却介质储存箱14内储存有用于循环流通的冷却介质，工作时，泵13将冷却介质储存箱14中的冷却介质送入入口管11，通过入口管11将冷却介质分配至各散热块10的内部空腔中，以便对U型电磁铁6和直线电机定子7进行冷却换热，换热后的冷却介质温度升高，各散热块10中的冷却介质通过冷却介质出口汇集至出口管12中，通过出口管12进入散热器15中进行散热冷却，冷却后的冷却介质返回冷却介质储存箱14中，如此对U型电磁铁6和直线电机定子7进行循环冷却工作。
实施例2
如图4和5所示，在实施例1的基础上，T型轨道2左右支臂5上部设有安装槽17，安装槽17沿T型轨道2长度设置，安装槽17内固定安装有救援轨18，救援轨18为钢铁材质，救援轨18沿T型轨道2长度设置，支撑轮16的内侧具有限位导向轮缘16-1，救援轨18具有匹配凹槽18-1，未悬浮时，支撑轮16支撑于救援轨18上，限位导向轮缘16-1位于匹配凹槽18-1内，匹配凹槽18-1对限位导向轮缘16-1形成限位并导向，左右侧的救援轨18对左右侧的支撑轮16形成限位并对运动过程进行有效导向，同时还可对救援牵引车的车轮（图中未示出）进行限位导向。
进一步地，还包括固定安装于转向架4上的电磁制动装置19，通电时，电磁制动装置19产生磁力并吸附在救援轨18上表面，通过摩擦力产生制动力。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种中低速磁浮列车系统，其特征在于：包括车体（1）和T型轨道（2），所述车体（1）底部通过弹性装置（3）固定连接有转向架（4），所述转向架（4）的左右端均具有C型外包结构，所述T型轨道（2）上部的左右支臂（5）分别对应位于两C型外包结构内，所述C型外包结构的底部均固定安装有U型电磁铁（6），所述U型电磁铁（6）沿所述转向架（4）长度设置，所述U型电磁铁（6）的凹槽内固定安装有直线电机定子（7），所述直线电机定子（7）沿所述U型电磁铁（6）长度设置，所述支臂（5）的底面均固定安装有倒E型导轨（8），所述倒E型导轨（8）两端的向下凸出部分别与对应U型电磁铁（6）两端的向上凸出部竖向对正，所述倒E型导轨（8）中间的向下凸出部上固定安装有反应板（9），所述反应板（9）与所述直线电机定子（7）竖向对正，所述倒E型导轨（8）和反应板（9）沿所述T型轨道（2）长度设置。
2.根据权利要求1所述的一种中低速磁浮列车系统，其特征在于：所述直线电机定子（7）的下表面与所述U型电磁铁（6）凹槽的上表面之间间隔设置有若干个散热块（10），所述散热块（10）的上表面与所述直线电机定子（7）的底面接触、其下表面与所述U型电磁铁（6）凹槽的上表面接触，所述散热块（10）具有内部空腔、冷却介质进口和冷却介质出口，各散热块（10）的冷却介质进口均与同一入口管（11）连接，各散热块（10）的冷却介质出口均与同一出口管（12）连接，所述入口管（11）通过泵（13）与冷却介质储存箱（14）连接，所述出口管（12）通过散热器（15）与所述冷却介质储存箱（14）连接。
3.根据权利要求1所述的一种中低速磁浮列车系统，其特征在于：所述直线电机为直线感应电机。
4.根据权利要求1所述的一种中低速磁浮列车系统，其特征在于：所述C型外包结构上部安装有支撑轮（16），未悬浮时，所述车体（1）和转向架（4）通过所述支撑轮（16）支撑于所述T型轨道（2）上。
5.根据权利要求4所述的一种中低速磁浮列车系统，其特征在于：所述T型轨道（2）左右支臂（5）上部设有安装槽（17），所述安装槽（17）内固定安装有救援轨（18），所述救援轨（18）沿所述T型轨道（2）长度设置，所述支撑轮（16）的内侧具有限位导向轮缘（16-1），所述救援轨（18）具有匹配凹槽（18-1），未悬浮时，所述支撑轮（16）支撑于所述救援轨（18）上，所述限位导向轮缘（16-1）位于所述匹配凹槽（18-1）内，所述匹配凹槽（18-1）对所述限位导向轮缘（16-1）形成限位并导向。
6.根据权利要求5所述的一种中低速磁浮列车系统，其特征在于：还包括固定安装于所述转向架（4）上的电磁制动装置（19），通电时，所述电磁制动装置（19）产生磁力并吸附在所述救援轨（18）上表面，通过摩擦力产生制动力。
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