CN110014848B - 一种用于磁悬浮列车的推进装置 - Google Patents

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    • B60L2200/26—Rail vehicles

Abstract

本发明提供了一种用于磁悬浮列车的推进装置。该推进装置包括：连接装置和线圈；所述连接装置的顶部与设置在车体下方的转向架的底部连接；所述线圈与所述连接装置的底部连接；所述线圈设置在永磁轨道的正上方。应用本发明可以降低高温超导磁悬浮系统工程造价水平，节约成本。

Description

一种用于磁悬浮列车的推进装置
技术领域
本申请涉及高温超导磁悬浮技术领域，尤其涉及一种用于磁悬浮列车的推进装置。
背景技术
在现有技术中，轨道交通磁悬浮领域通常都是采用传统的直线电机来实现对磁悬浮列车的推进，即使是高温超导磁悬浮亦是如此。无论是低速情况下使用的异步直线感应电机，还是高速情况下使用的同步直线电机，只要是使用传统的直线电机，就都需要在轨道中额外沿着轨道设置线圈或者推进装置。
综上可知，由于现有技术中的磁悬浮列车的推进技术具有如上所述的缺点，因此如何提出一种更好的磁悬浮列车的推进装置，是本领域中亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于磁悬浮列车的推进装置，从而可以降低高温超导磁悬浮系统工程造价水平，节约成本。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种用于磁悬浮列车的推进装置，该推进装置包括：连接装置和线圈；
所述连接装置的顶部与设置在车体下方的转向架的底部连接；
所述线圈与所述连接装置的底部连接；所述线圈设置在永磁轨道的正上方。
较佳的，所述永磁轨道通过轨道支墩安装在混凝土结构上。
较佳的，所述连接装置和线圈，与高温超导悬浮装置并排安装在永磁轨道上方的转向架上。
较佳的，当所述永磁轨道的截面包括4块永磁体，且各块永磁体从左至右的磁化方向分别为向右、向上、向上和向左时，所述线圈的形状为矩形，且所述线圈的底部位于中部两块永磁体的正上方；所述线圈中的电流方向为逆时针或顺时针。
较佳的，当所述永磁轨道的截面包括4块永磁体，且各永磁体从左至右的磁化方向分别为向上、向上、向下和向下时，所述线圈的形状为两个相连的矩形，其中的一个矩形的底部位于左边两块永磁体的正上方，另一个矩形的底部位于右边两块永磁体的正上方；所述两个矩形中的电流方向相反。
较佳的，当所述永磁轨道的截面包括5块永磁体，且各永磁体从左至右的磁化方向分别为向右、向上、向左、向下和向右时，所述线圈的形状为两个相连的矩形，其中的一个矩形的底部位于最左边两块永磁体的正上方，另一个矩形的底部位于最右边两块永磁体的正上方；所述两个矩形中的电流方向相反。
如上可见，在本发明中的用于磁悬浮列车的推进装置中，将线圈设置在车体下方、永磁轨道上方的转向架上，充分利用了高温超导磁悬浮实现悬浮、导向功能的永磁轨道，使其成为驱动系统的一部分。通过两者的有机结合，简化了整个高温超导磁悬浮系统，整体上提高了该磁浮系统的一体化程度。而且，本发明的技术方案中并未利用现有技术中的传统磁悬浮系统所使用的交流同步直线电机技术，而是利用类似于直流直线电机基本原理与高温超导磁悬浮巧妙结合的方式，来实现磁浮车牵引的新型驱动方式，因此无需沿着轨道铺设线圈或者额外设置推进装置，可以显著降低高温超导磁悬浮系统工程造价水平，节约了成本。
附图说明
图1为本发明实施例中的用于磁悬浮列车的推进装置的正视图。
图2为本发明实施例中的用于磁悬浮列车的推进装置的侧视图。
图3为本发明的一个具体实施例中的线圈和永磁轨道的示意图。
图4为本发明的另一个具体实施例中的线圈和永磁轨道的示意图。
图5为本发明的另一个具体实施例中的线圈和永磁轨道的示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
本发明中提出了一种用于磁悬浮列车的推进装置。
如图1～图5所示，本发明实施例中的用于磁悬浮列车的推进装置包括：连接装置3和线圈4；
所述连接装置3的顶部与设置在车体1下方的转向架2的底部连接；
所述线圈4与所述连接装置3的底部连接；所述线圈4设置在永磁轨道5的正上方。
通过使用上述的推进装置，即可驱动相应的磁悬浮列车。本发明中的上述用于磁悬浮列车的推进装置适用于所有的高温超导磁悬浮系统。
另外，在本发明的技术方案中，可以使用多种具体的实现方式来实现上述的线圈。例如，可以根据实际应用情况的需要，根据永磁轨道的具体结构(例如，磁轨中永磁体的排列方式)，预先设置线圈的绕线方式。以下将以其中的几种具体实现方式为例，对本发明的技术方案进行详细地介绍。
例如，较佳的，如图3所示，在本发明的一个具体实施例中，当所述永磁轨道的截面包括4块永磁体，且各块永磁体从左至右的磁化方向分别为向右、向上、向上和向左时，所述线圈的形状为矩形，且所述线圈的底部位于中部两块永磁体的正上方；所述线圈中的电流方向为逆时针或顺时针。
此时，由于磁场强度随距离梯度减少很快，而图3中的矩形线圈的顶部与永磁轨道的距离较远，因此顶部处的磁场强度极低，可忽略不计。线圈实际的受力部分集中在线圈的下边(即底边)以及线圈的两个侧边的靠近磁场的部分。根据左手安培定则可知，如图3所示的矩形线圈的底边的受力方向是垂直于纸面向外(即预先设定的驱动方向)，而矩形线圈的两个侧边的受力方向却是与之相反。根据实际实验与仿真计算后可知，两者的合力并不为零，且该合力的方向是垂直于纸面向外(即预先设定的驱动方向)。因此，以该合力作为驱动力，即可实现对磁浮车的驱动或牵引。
再例如，较佳的，如图4所示，在本发明的另一个具体实施例中，当所述永磁轨道的截面包括4块永磁体，且各永磁体从左至右的磁化方向分别为向上、向上、向下和向下时，所述线圈的形状为两个相连的矩形，其中的一个矩形的底部位于左边两块永磁体的正上方，另一个矩形的底部位于右边两块永磁体的正上方；所述两个矩形中的电流方向相反。例如，如图4所示，该线圈左边的矩形中的电流方向为逆时针，而右边的矩形中的电流方向为顺时针。
图4中所示的线圈的驱动原理与图3中的驱动原理相类似，因此在此不再赘述。
再例如，较佳的，如图5所示，在本发明的另一个具体实施例中，当所述永磁轨道的截面包括5块永磁体，且各永磁体从左至右的磁化方向分别为向右、向上、向左、向下和向右时，所述线圈的形状为两个相连的矩形，其中的一个矩形的底部位于最左边两块永磁体的正上方，另一个矩形的底部位于最右边两块永磁体的正上方；所述两个矩形中的电流方向相反。例如，如图5所示，该线圈左边的矩形中的电流方向为逆时针，而右边的矩形中的电流方向为顺时针。
图5中所示的线圈的驱动原理与图3、图4中的驱动原理相类似，因此在此不再赘述。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述永磁轨道5通过轨道支墩6安装在混凝土结构7上。
另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述连接装置3和线圈4，与高温超导悬浮装置8并排安装在永磁轨道5上方的转向架2上。
综上所述，在本发明的技术方案中，将线圈设置在车体下方、永磁轨道上方的转向架上，充分利用了高温超导磁悬浮实现悬浮、导向功能的永磁轨道，使其成为驱动系统的一部分。通过两者的有机结合，简化了整个高温超导磁悬浮系统，整体上提高了该磁浮系统的一体化程度。而且，本发明的技术方案中并未利用现有技术中的传统磁悬浮系统所使用的交流同步直线电机技术，而是利用类似于直流直线电机基本原理与高温超导磁悬浮巧妙结合的方式，来实现磁浮车牵引的新型驱动方式，因此无需沿着轨道铺设线圈或者额外设置推进装置，可以显著降低高温超导磁悬浮系统工程造价水平，节约了成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种用于磁悬浮列车的推进装置，其特征在于，该推进装置包括：连接装置和线圈；
所述连接装置的顶部与设置在车体下方的转向架的底部连接；
所述线圈与所述连接装置的底部连接；所述线圈设置在永磁轨道的正上方；
其中，所述永磁轨道通过轨道支墩安装在混凝土结构上；
所述连接装置和线圈，与高温超导悬浮装置并排安装在永磁轨道上方的转向架上；
当所述永磁轨道的截面包括4块永磁体，且各块永磁体从左至右的磁化方向分别为向右、向上、向上和向左时，所述线圈的形状为矩形，且所述线圈的底部位于中部两块永磁体的正上方；所述线圈中的电流方向为逆时针或顺时针；
当所述永磁轨道的截面包括4块永磁体，且各永磁体从左至右的磁化方向分别为向上、向上、向下和向下时，所述线圈的形状为两个相连的矩形，其中的一个矩形的底部位于左边两块永磁体的正上方，另一个矩形的底部位于右边两块永磁体的正上方；所述两个矩形中的电流方向相反；
当所述永磁轨道的截面包括5块永磁体，且各永磁体从左至右的磁化方向分别为向右、向上、向左、向下和向右时，所述线圈的形状为两个相连的矩形，其中的一个矩形的底部位于最左边两块永磁体的正上方，另一个矩形的底部位于最右边两块永磁体的正上方；所述两个矩形中的电流方向相反。
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