CN112046296B - 一种超导磁悬浮列车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种高温超导磁悬浮列车。所述高温超导磁悬浮列车包括车架、抱臂、杜瓦、超导体、永磁轨道、铁芯、线圈和电源。所述抱臂设置在所述车架底部的侧面，所述杜瓦设置在所述车架底部，所述超导体设置在所述杜瓦内，所述永磁轨道设置在所述杜瓦下方，所述铁芯设置在所述永磁轨道下方，所述线圈套设在所述铁芯上，以及所述电源的正极和负极分别与所述线圈两端相连。本发明通过所述超导体与所述永磁轨道的上表面磁场实现悬浮及导向功能，永磁轨道下表面磁场与通电后的所述线圈实现驱动功能，磁悬浮列车利用同一永磁轨道实现了悬浮‑导向和驱动功能，节约了成本，提高了永磁轨道的磁能利用率。

Description

一种超导磁悬浮列车
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种超导磁悬浮列车。
背景技术
目前了解到传统超导磁悬浮列车，利用超导态中超导体的抗磁性与侧向稳定性对磁轨形成作用力，使列车具备悬浮-导向功能，再通过独立的电机驱动。相对而言，传统超导磁悬浮列车的悬浮、导向与驱动一体化程度不高。另外，独立的电机使用的是独立的绕组铺轨式和永磁体铺轨式的直线电机，需要在轨道上另外铺设一永磁磁轨或者励磁磁轨，成本较为昂贵；而磁轨下表面的磁场未能被应用，整个磁轨系统磁场能量的利用率仍有提升空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超导磁悬浮列车，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
本申请提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架、抱臂、杜瓦、超导体、永磁轨道、铁芯、线圈和电源。所述抱臂设置在所述车架底部，所述杜瓦设置在所述车架底部，所述超导体设置在所述杜瓦内，所述永磁轨道设置在所述杜瓦下方，所述铁芯设置在所述永磁轨道下方，所述线圈套设在所述铁芯上，以及所述电源的正极和负极分别与所述线圈两端相连。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括轨道主体，所述永磁轨道设置在所述轨道主体上。
可选地，所述永磁轨道设置有两个，两个所述永磁轨道分别设置在所述轨道主体的两侧，两个所述永磁轨道与所述轨道主体固定连接；所述抱臂设置有两个，两个所述抱臂分别设置在所述车架底部的两侧；所述杜瓦设置有两个，两个所述杜瓦分别设置在所述车架底部的两侧；两个所述永磁轨道分别设置在所述杜瓦下方；所述铁芯设置有两个，所述铁芯包括第一铁芯和第二铁芯，两个所述铁芯分别设置在两个所述永磁轨道下方，两个所述铁芯分别设置在所述轨道主体的两侧；所述线圈有四个，四个所述线圈分别套设在两个所述第一铁芯和两个所述第二铁芯上。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括支撑部，所述支撑部设置在地面上，所述铁芯设置在所述支撑部上，所述铁芯顶端到所述抱臂底端的最大距离小于所述杜瓦底端到所述永磁轨道顶端的最大距离。
可选地，所述铁芯包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯的两端首尾相连；所述线圈包括第一导线和第二导线，所述第一导线包括第一竖直部、第一水平部、第二竖直部，所述第二导线包括第三竖直部、第二水平部和第四竖直部，所述第一铁芯设置在所述第一竖直部和所述第二竖直部之间，所述第二铁芯设置在所述第三竖直部和所述第四竖直部之间；所述第一水平部设置在所述第一铁芯的正上方，所述第二水平部设置在所述第二铁芯的正上方；所述第一竖直部的端部与所述电源的正极相连，所述第四竖直部的端部与所述电源的正极相连；所述第二竖直部的端部和所述第三竖直部的端部分别与所述电源的负极相连。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括支撑部、轨道主体和滑动电触装置；所述支撑部的底部固定设置在地面上；所述永磁轨道设置在所述轨道主体上；所述滑动电触装置包括第一滑动电触装置和第二滑动电触装置，所述第一滑动电触装置设置在所述第一铁芯的下方，所述第一滑动电触装置贯穿设置在所述支撑部上，所述支撑部的顶部与所述第一铁芯相连,所述第一滑动电触装置一端与所述第一导线和所述第二导线的负极端相连，所述第一滑动电触装置另一端与所述电源负极相连；所述第二滑动电触装置贯穿设置在所述轨道主体上，所述第二滑动电触装置一端与所述第四竖直部相连，另一端与所述电源正极相连。
本发明的有益效果为：
本发明通过利用所述超导体与所述永磁轨道的上表面磁场相互作用实现悬浮-导向功能，永磁轨道下表面磁场与套设有所述铁芯的通电所述线圈实现驱动功能，所述磁悬浮列车实现了悬浮、导向和驱动一体化，节约了成本，提高了永磁轨道的磁能利用率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例中所述的超导磁悬浮列车原理示意图；
图2是本发明实施例中所述的杜瓦、永磁轨道、铁芯和线圈结构示意图；
图3是本发明实施例中所述的铁芯与线圈配合的俯视示意图；
图4是本发明实施例中所述的超导磁悬浮列车结构剖视示意图；
图中标记：1、车架；2、轨道主体；3、抱臂；4、杜瓦；5、永磁轨道；6、铁芯；7、线圈；8、电源；9、滑动电触装置；10、支撑部。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架1、抱臂3、杜瓦4、超导体、永磁轨道5、铁芯6、线圈7和电源8。所述抱臂3设置在所述车架1底部；所述杜瓦4设置在所述车架1底部；所述超导体设置在所述杜瓦4内；所述永磁轨道5设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置在所述永磁轨道5下方；所述线圈7套设在所述铁芯6上；以及所述电源8的正极和负极分别与所述线圈7两端相连。
相较于传统高温超导磁悬浮列车，本实施案例摒弃了传统沿线路铺设的定子绕组结构，本发明通过利用所述超导体与所述永磁轨道5的上表面磁场相互作用实现悬浮-导向功能，永磁轨道5下表面磁场与套设有所述铁芯6的通电所述线圈7实现驱动功能，所述磁悬浮列车磁轨同时提供用于实现悬浮-导向以及驱动功能的磁场源，提高了永磁轨道5的磁能利用率，显著提高了车系统的悬浮-导向和驱动的一体化程度，节约了成本。
实施例2
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架1、抱臂3、杜瓦4、超导体、永磁轨道5、铁芯6、线圈7和电源8。所述抱臂3设置在所述车架1底部；所述杜瓦4设置在所述车架1底部；所述超导体设置在所述杜瓦4内；所述永磁轨道5设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置在所述永磁轨道5下方；所述线圈7套设在所述铁芯6上；以及所述电源8的正极和负极分别与所述线圈7两端相连。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括轨道主体2，所述永磁轨道5设置在所述轨道主体2上。
在本实施例中，其产生的基本技术效果和前述实施例1相同，为简要描述，本实施例仅对不同技术效果加以说明：本发明所述超导磁悬浮列车还包括轨道主体2，所述永磁轨道5设置在所述轨道主体2上。所述轨道主体2为所述永磁轨道5的承重主体，提高了所述永磁轨道5承重的稳定性和安全性。
实施例3
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架1、抱臂3、杜瓦4、超导体、永磁轨道5、铁芯6、线圈7和电源8。所述抱臂3设置在所述车架1底部；所述杜瓦4设置在所述车架1底部；所述超导体设置在所述杜瓦4内；所述永磁轨道5设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置在所述永磁轨道5下方；所述线圈7套设在所述铁芯6上；以及所述电源8的正极和负极分别与所述线圈7两端相连。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括轨道主体2，所述永磁轨道5设置在所述轨道主体2上。
可选地，所述永磁轨道5设置有两个，两个所述永磁轨道5分别设置在所述轨道主体2的两侧，两个所述永磁轨道5与所述轨道主体2固定连接；所述抱臂3设置有两个，两个所述抱臂3分别设置在所述车架1底部的两侧；所述杜瓦4设置有两个，两个所述杜瓦4分别设置在所述车架1底部的两侧；两个所述永磁轨道5分别设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置有两个，所述铁芯6包括第一铁芯和第二铁芯，两个所述铁芯6分别设置在两个所述永磁轨道5下方，两个所述铁芯6分别设置在所述轨道主体2的两侧；所述线圈7有四个，四个所述线圈7分别套设在两个所述第一铁芯和两个所述第二铁芯上。
在本实施例中，其产生的基本技术效果和前述实施例2相同，为简要描述，本实施例仅对不同技术效果加以说明：本发明所述永磁轨道5、所述抱臂3、杜瓦4、所述铁芯6设置有两个，分别设置在所述轨道主体2的两侧；所述线圈7设置有四个，每两个所述线圈7分别设置在所述轨道主体2的两侧；列车机械结构呈现为轴对称结构，这使磁悬浮列车所受的作用力更加均匀,提高了列车转向行驶的稳定性。
实施例4
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架1、抱臂3、杜瓦4、超导体、永磁轨道5、铁芯6、线圈7和电源8。所述抱臂3设置在所述车架1底部；所述杜瓦4设置在所述车架1底部；所述超导体设置在所述杜瓦4内；所述永磁轨道5设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置在所述永磁轨道5下方；所述线圈7套设在所述铁芯6上；以及所述电源8的正极和负极分别与所述线圈7两端相连。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括支撑部10，所述支撑部10设置在地面上，所述铁芯6设置在所述支撑部10上，所述铁芯6顶端到所述抱臂3底端的最大距离小于所述杜瓦4底端到所述永磁轨道5顶端的最大距离。
在本实施例中，其产生的基本技术效果和前述实施例1相同，为简要描述，本实施例仅对不同技术效果加以说明：所述铁芯6顶端到所述抱臂3底端的最大距离小于所述杜瓦4底端到所述永磁轨道5的最大距离。当列车停止悬浮工作时，重力将只作用在所述支撑部10上，使所述杜瓦4及所述永磁轨道5不被车体重力压迫损坏。
实施例5
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架1、抱臂3、杜瓦4、超导体、永磁轨道5、铁芯6、线圈7和电源8。所述抱臂3设置在所述车架1底部；所述杜瓦4设置在所述车架1底部；所述超导体设置在所述杜瓦4内；所述永磁轨道5设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置在所述永磁轨道5下方；所述线圈7套设在所述铁芯6上；以及所述电源8的正极和负极分别与所述线圈7两端相连。
可选地，所述铁芯6包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯的两端首尾相连；所述线圈7包括第一导线和第二导线，所述第一导线包括第一竖直部、第一水平部、第二竖直部，所述第二导线包括第三竖直部、第二水平部和第四竖直部，所述第一铁芯设置在所述第一竖直部和所述第二竖直部之间，所述第二铁芯设置在所述第三竖直部和所述第四竖直部之间；所述第一水平部设置在所述第一铁芯的正上方，所述第二水平部设置在所述第二铁芯的正上方；所述第一竖直部的端部与所述电源8的正极相连，所述第四竖直部的端部与所述电源8的正极相连；所述第二竖直部的端部和所述第三竖直部的端部分别与所述电源8的负极相连。
本实施例中，其产生的基本技术效果和前述实施例1相同，为简要描述，本实施例仅对不同技术效果加以说明：所述第一导线和第二导线通以相反方向的电流，所述线圈在磁轨磁场中受到安培力的作用，实现对车体的驱动功能；所述铁芯6包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和第二铁芯的两端首尾相连，形成闭环铁芯，有效减少端部漏磁，提高了磁能利用率。
实施例6
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种超导磁悬浮列车，所述超导磁悬浮列车包括车架1、抱臂3、杜瓦4、超导体、永磁轨道5、铁芯6、线圈7和电源8。所述抱臂3设置在所述车架1底部；所述杜瓦4设置在所述车架1底部；所述超导体设置在所述杜瓦4内；所述永磁轨道5设置在所述杜瓦4下方；所述铁芯6设置在所述永磁轨道5下方；所述线圈7套设在所述铁芯6上；以及所述电源8的正极和负极分别与所述线圈7两端相连。
可选地，所述铁芯6包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯的两端首尾相连；所述线圈7包括第一导线和第二导线，所述第一导线包括第一竖直部、第一水平部、第二竖直部，所述第二导线包括第三竖直部、第二水平部和第四竖直部，所述第一铁芯设置在所述第一竖直部和所述第二竖直部之间，所述第二铁芯设置在所述第三竖直部和所述第四竖直部之间；所述第一水平部设置在所述第一铁芯的正上方，所述第二水平部设置在所述第二铁芯的正上方；所述第一竖直部的端部与所述电源8的正极相连，所述第四竖直部的端部与所述电源8的正极相连；所述第二竖直部的端部和所述第三竖直部的端部分别与所述电源8的负极相连。
可选地，所述超导磁悬浮列车还包括支撑部10、轨道主体2和滑动电触装置9；所述支撑部10的底部固定设置在地面上；所述永磁轨道5设置在所述轨道主体2上；所述滑动电触装置9包括第一滑动电触装置和第二滑动电触装置，所述第一滑动电触装置设置在所述第一铁芯的下方，所述第一滑动电触装置贯穿设置在所述支撑部10上，所述支撑部10的顶部与所述第一铁芯相连,所述第一滑动电触装置一端与所述第一导线和所述第二导线的负极端相连，所述第一滑动电触装置另一端与所述电源8负极相连；所述第二滑动电触装置贯穿设置在所述轨道主体2上，所述第二滑动电触装置一端与所述第四竖直部相连，另一端与所述电源8正极相连。
本实施例中，其产生的基本技术效果和前述实施例5相同，为简要描述，本实施例仅对不同技术效果加以说明：所述第一滑动电触装置和所述第二滑动电触装置是电气连接设备，其两端是一种弹性结构，实现所述线圈和所述电源之间的接触供电。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种超导磁悬浮列车，其特征在于，包括：
车架(1)；
抱臂(3)，所述抱臂(3)设置在所述车架(1)底部；
杜瓦(4)，所述杜瓦(4)设置在所述车架(1)底部；
超导体，所述超导体设置在所述杜瓦(4)内；
永磁轨道(5)，所述永磁轨道(5)设置在所述杜瓦(4)下方；
铁芯(6)，所述铁芯(6)设置在所述永磁轨道(5)下方；
线圈(7)，所述线圈(7)套设在所述铁芯(6)上；以及
电源(8)，所述电源(8)的正极和负极分别与所述线圈(7)两端相连；
其中，所述铁芯(6)包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯的两端首尾相连；所述线圈(7)包括第一导线和第二导线，所述第一导线包括第一竖直部、第一水平部、第二竖直部，所述第二导线包括第三竖直部、第二水平部和第四竖直部，所述第一铁芯设置在所述第一竖直部和所述第二竖直部之间，所述第二铁芯设置在所述第三竖直部和所述第四竖直部之间；所述第一水平部设置在所述第一铁芯的正上方，所述第二水平部设置在所述第二铁芯的正上方；所述第一竖直部的端部与所述电源(8)的正极相连，所述第四竖直部的端部与所述电源(8)的正极相连；所述第二竖直部的端部和所述第三竖直部的端部分别与所述电源(8)的负极相连。
2.根据权利要求1所述的超导磁悬浮列车，其特征在于：所述超导磁悬浮列车还包括轨道主体(2)，所述永磁轨道(5)设置在所述轨道主体(2)上。
3.根据权利要求2所述的超导磁悬浮列车，其特征在于：所述永磁轨道(5)设置有两个，两个所述永磁轨道(5)分别设置在所述轨道主体(2)的两侧，两个所述永磁轨道(5)与所述轨道主体(2)固定连接；所述抱臂(3)设置有两个，两个所述抱臂(3)分别设置在所述车架(1)底部的两侧；所述杜瓦(4)设置有两个，两个所述杜瓦(4)分别设置在所述车架(1)底部的两侧；两个所述永磁轨道(5)分别设置在所述杜瓦(4)下方；所述铁芯(6)设置有两个，所述铁芯(6)包括第一铁芯和第二铁芯，两个所述铁芯(6)分别设置在两个所述永磁轨道(5)下方，两个所述铁芯(6)分别设置在所述轨道主体(2)的两侧；所述线圈(7)有四个，四个所述线圈(7)分别套设在两个所述第一铁芯和两个所述第二铁芯上。
4.根据权利要求1所述的超导磁悬浮列车，其特征在于：所述超导磁悬浮列车还包括支撑部(10)，所述支撑部(10)设置在地面上，所述铁芯(6)设置在所述支撑部(10)上，所述铁芯(6)顶端到所述抱臂(3)底端的最大距离小于所述杜瓦(4)底端到所述永磁轨道(5)顶端的最大距离。
5.根据权利要求1所述的超导磁悬浮列车，其特征在于：所述超导磁悬浮列车还包括支撑部(10)、轨道主体(2)和滑动电触装置(9)；所述支撑部(10)的底部固定设置在地面上；所述永磁轨道(5)设置在所述轨道主体(2)上；所述滑动电触装置(9)包括第一滑动电触装置和第二滑动电触装置，所述第一滑动电触装置设置在所述第一铁芯的下方，所述第一滑动电触装置贯穿设置在所述支撑部(10)上，所述支撑部(10)的顶部与所述第一铁芯相连,所述第一滑动电触装置一端与所述第一导线和所述第二导线的负极端相连，所述第一滑动电触装置另一端与所述电源(8)负极相连；所述第二滑动电触装置贯穿设置在所述轨道主体(2)上，所述第二滑动电触装置一端与所述第四竖直部相连，另一端与所述电源(8)正极相连。
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