CN112977079A - 一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置。将内外极板分别设置于电磁铁两侧；内外极板的上部开设有若干个用于安装永磁体的缺口。通过上述公开的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，在永磁体磁性降低或者损坏时，可以在不拆卸极板情况下，将永磁体拆卸下来进行更换，方便维修人员的安装和拆卸，进而提升了维护效率，相比于现有技术，永磁体不再占用电磁铁内线圈的绕制空间，使得内外极板之间可以全部用于布置电磁铁的线圈，避免电磁铁的线圈绕制高度增加导致内外极板高度增加，进而降低电磁铁的自重。

Description

一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置

技术领域

本发明涉及磁浮列车领域，具体为一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置。

背景技术

中低速磁浮列车利用电磁铁吸引铁磁材料原理，以电磁力支撑列车浮于轨道上方，并通过直线电机产生的移动电磁场和电磁力推动列车前行，实现列车与轨道无接触运行。永磁电磁混合悬浮电磁铁装置作为中低速磁浮列车的主要部件，一般由永磁体、铁芯和极板组成，永磁体则安装于铁芯和极板之间。

但是，在现有技术的永磁电磁混合悬浮电磁铁装置中，永磁体占用了电磁线圈的横向绕制空间，导致电磁线圈绕制高度增加，也相应的电磁铁内外极板高度增加，以致于电磁铁自重增加，永磁体距离F型轨道较远，其磁场回路需通过极板和铁芯传递，漏磁比较严重；且在永磁体受损后不易更换，增加了维护的人工成本和时间成本等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，以解决现有技术的永磁电磁混合悬浮电磁铁装置中，永磁体占用了电磁线圈的横向绕制空间，导致电磁线圈绕制高度增加问题，以及在永磁体受损后不易更换，增加了维护的人工成本和时间成本等问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，包括：电磁铁、第一永磁体、第二永磁体、外极板和内极板；

所述内极板和外极板分别设置于所述电磁铁两侧；

所述内极板的上部开设有若干个用于安装所述第一永磁体的第一缺口，所述外极板的上部开设有若干个用于安装所述第二永磁体的第二缺口。

优选的，所述内极板的上端面高于所述第一永磁体的上端面；

和/或，所述外极板的上端面高于所述第二永磁体的上端面。

优选的，安装于所述内极板的第一缺口的若干个第一永磁体的极性相同；

和/或，安装于所述外极板第二缺口的若干个第二永磁体的极性相同。

优选的，若干个所述第一缺口均布于所述内极板；

和/或，若干个所述第二缺口均布于所述外极板。

优选的，所述电磁铁包括：电磁线圈和铁芯；所述电磁线圈绕制于所述铁芯。

优选的，所述内极板和/或所述外极板为导磁材质。

优选的，所述第二永磁体与所述第一永磁体的极性相反，所述第二永磁体可与所述第一永磁体所形成的磁感线方向相同。

由上述内容可知，本发明公开了一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，将内外极板分别设置于电磁铁两侧；内外极板的上部开设有若干个用于安装永磁体的缺口。通过上述公开的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，在永磁体磁性降低或者损坏时，可以在不拆卸极板情况下，将永磁体拆卸下来进行更换，方便维修人员的安装和拆卸，进而提升了维护效率，相比于现有技术，永磁体不再占用电磁铁内线圈的绕制空间，使得内外极板之间可以全部用于布置电磁铁的线圈，避免电磁铁的线圈绕制高度增加导致内外极板高度增加，进而降低电磁铁的自重。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置的侧视图。

其中，F型轨道1、外极板2、电磁线3、铁芯4、第一永磁体5、内极板6和第二永磁体7。

具体实施方式

本发明主要针对常规中低速磁浮列车永磁电磁混合悬浮电磁铁装置中永磁体安装于铁芯和极板之间，永磁体的布置占用了电磁线圈的横向绕制空间，导致电磁线圈绕制高度增加、相应的电磁铁内外极板高度增加，电磁铁自重增加；永磁体距离F型轨道较远，其磁场回路需通过极板和铁芯传递，漏磁比较严重；永磁体受损后不易更换，增加了维护的人工成本和时间成本等问题提出了一种新型中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置。

本申请创新点在于：永磁体安装于极板上部，不受托臂安装影响，可根据需要调整尺寸；永磁体上表面高度略低于极板上表面高度，不会因悬浮电磁铁与F型轨道磕碰而受到直接撞击；永磁体与F型轨道悬浮面之间距离较小，能提高悬浮效率，减小漏磁。永磁体安装位置节省的空间可用于电磁线圈的横向布置，可降低电磁线圈、内外极板的高度，从而减少电磁铁自重。

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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，参见图1和图2，图1为中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置的结构示意图，所述中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置包括：电磁铁、第一永磁体5、第二永磁体7、外极板2和内极板6；

所述内极板6和外极板2分别设置于所述电磁铁两侧；

所述内极板6的上部开设有若干个用于安装所述第一永磁体5的第一缺口，所述外极板2的上部开设有若干个用于安装所述第二永磁体7的第二缺口。

需要说明的是，所述内极板6通过托臂安装在所述电磁铁一侧，通过在内极板6的上部开设若干个用于安装所述第一永磁体5的第一缺口，以及在所述外极板2的上部开设有若干个用于安装所述第二永磁体7的第二缺口，当第一永磁体5磁性降低或者损坏时，可以在不拆卸内极板6情况下，将第一永磁体5拆卸下来进行更换；或者当第二永磁体7出现消磁或损坏时，维修人员能够在不拆卸外极板2的情况下，能够对第二永磁体7进行拆卸更换，因此，通过本申请，无论是在第一永磁体5还是第二永磁体7出现问题需要更换时，均能方便维修人员的安装和拆卸，进而提升了维护效率。

还需要说明的是，将第一永磁体5安装在内极板6的第一缺口上，以及将第二永磁体7安装在外极板2的第二缺口上，使得第一永磁体和第二永磁体不再占用电磁铁内线圈的绕制空间，使得内外极板之间所形成的空间可以全部用于布置电磁铁的线圈，避免电磁铁的线圈绕制高度增加导致内外极板高度增加，使得电磁铁的自重增加。

具体的，所述内极板6的上端面高于所述第一永磁体5的上端面；

和/或，所述外极板2的上端面高于所述第二永磁体7的上端面。

需要说明的是，将内极板6的上端面设置为高于第一永磁体5的上端面，可以避免F型轨道与第一永磁体5发生碰撞，减少第一永磁体5损坏；

将所述外极板2的上端面高于所述第二永磁体7的上端面，可以避免F型轨道与第二永磁体7发生碰撞，减少第二永磁体7损坏。

进一步，安装于所述内极板6的第一缺口的若干个第一永磁体5的极性相同；

和/或，安装于所述外极板2第二缺口的若干个第二永磁体7的极性相同。

需要说明的是，将安装于所述内极板6口的若干个第一永磁体5的极性设置为相同，可以使若干个第一永磁体5所发出的磁场方向相同，进而为磁悬浮列车提供大小相等且方向相同的悬浮力；

将安装于所述外极板2第二缺口的若干个第二永磁体7的极性设置为相同，可以使若干个第二永磁体7所发出的磁场方向相同，进而为磁悬浮列车提供大小相等且方向相同的悬浮力。

具体的，若干个所述第一缺口均布于所述内极板6；

和/或，若干个所述第二缺口均布于所述外极板2。

需要说明的是，由于第一缺口是用于安装第一永磁体5的，通过在内极板6上均布开设第一缺口，可以使得第一永磁体5能够均匀安装在内极板6上，使得每一段F型轨道下的多个第一永磁体5所产生的磁场强度处于恒定的，即对磁悬浮列车产生的悬浮力大小相同，保证磁悬浮列车能够正常运行；

而第二缺口是用于安装第二永磁体7的，通过在外极板2上均布开设第二缺口，可以使得第二永磁体7能够均匀安装在外极板2上，使得每一段F型轨道下的多个第二永磁体7与第一永磁体5所形成的磁场强度处于恒定的，即对磁悬浮列车产生的悬浮力大小相同，保证磁悬浮列车能够正常运行。

具体的，所述电磁铁包括：电磁线圈3和铁芯4；所述电磁线圈3绕制于所述铁芯4。

需要说明的是，将电磁线圈3绕制于所述铁芯4，当电流通过电磁线圈3时，能够产生磁场，进而对磁悬浮列车提供悬浮力。

具体的，所述内极板6和/或所述外极板2为导磁材质。

需要说明的是，将内极板6和/或所述外极板2设置为导磁材质，能够与安装在内极板6的第一永磁铁5和安装在外极板2的第二永磁铁7形成闭合的磁感线，为悬磁浮列车提供向上的悬浮力。

具体的，所述第二永磁体7与所述第一永磁体5的极性相反，所述第二永磁体7和所述第一永磁体5所形成的磁感线方向相同。

需要说明的是，将所述第二永磁体7与所述第一永磁体5的极性设置为相反，可以使第二永磁体7与所述第一永磁体5形成闭合的磁感线，而将所述第二永磁体7和所述第一永磁体5所形成的磁感线方向设置为相同，可以使第二永磁体7和所述第一永磁体5一起对磁悬浮列车产生悬浮力，使磁悬浮列车能够平稳的运行。

为了便于理解上述方案，参考图1和图2，下面对本方案作进一步介绍。

中低速磁浮列车永磁电磁混合悬浮电磁铁装置包含内外极板、电磁线圈、铁芯和永磁体。其内外极板上部中间部分有若干缺口用于安装永磁体，同一极板上部安装的永磁体极性相同，同一电磁铁内外极板上部安装的永磁体极性相反，极板上表面高度略高于永磁体上表面高度，可以保护永磁体不会因悬浮电磁铁与F型轨道1磕碰而受到直接撞击，内外极板中间部分全部用于布置电磁线圈。

内外极板均采用导磁材质，安装于悬浮电磁铁两侧，其形状及安装方式采用托臂安装；电磁线圈绕制在铁芯上，总高度略低于内外极板上表面；内外极板和带电磁线圈的铁芯一起装备成1个悬浮电磁铁。当中低速磁浮列车正常悬浮时，永磁体与F型轨道直接产生吸引力，使得中低速磁浮列车受到一个向上的悬浮力。因悬浮电磁铁两块极板上的永磁体磁极方向相反，磁力线会通过F型轨道形成一个闭合回路。在电磁铁线圈中加入激励电流可以产生一个磁场，如果磁场方向与永磁体磁场方向相同，则会增强电磁铁悬浮能力；如果磁场方向与永磁体磁场方向相反，则会减小电磁铁悬浮能力，车辆悬浮控制系统通过检测悬浮间隙的大小，调节电磁线圈的电流的大小来调整悬浮力，使列车能够稳定悬浮在某一设定的悬浮间隙下。

本发明的核心点：

永磁体安装于极板上部缺口处，永磁体上表面低于极板上表面，同一极板上部安装的永磁体极性相同，同一电磁铁内外极板上部安装的永磁体极性相反。永磁体上表面高度略低于极板上表面高度，不会因悬浮电磁铁与F型轨道磕碰而受到直接撞击；永磁体与F型轨道悬浮面之间距离较小，能提高悬浮效率，减小漏磁；永磁体不占用电磁线圈的绕制空间，内外极板中间部分全部用于布置电磁线圈；永磁体的维修、维护无需拆装内极板。这种新型永磁电磁混合悬浮电磁铁结构简单紧凑、成本低、可靠性高、易于维护，更有市场竞争力。

本发明关键点是永磁体安装于极板上部缺口处，永磁体上表面低于极板上表面，同一极板上部安装的永磁体极性相同，同一电磁铁内外极板上部安装的永磁体极性相反。永磁体上表面高度略低于极板上表面高度，不会因悬浮电磁铁与F型轨道磕碰而受到直接撞击；永磁体与F型轨道悬浮面之间距离较小，能提高悬浮效率，减小漏磁；永磁体不占用电磁线圈的绕制空间，内外极板中间部分全部用于布置电磁线圈；永磁体的维修、维护无需拆装内极板。这种新型永磁电磁混合悬浮电磁铁结构简单紧凑、成本低、可靠性高、易于维护，更有市场竞争力。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，包括：电磁铁、第一永磁体(5)、第二永磁体(7)、外极板(2)和内极板(6)；

所述内极板(6)和外极板(2)分别设置于所述电磁铁两侧；

所述内极板(6)的上部开设有若干个用于安装所述第一永磁体(5)的第一缺口，所述外极板(2)的上部开设有若干个用于安装所述第二永磁体(7)的第二缺口。

2.根据权利要求1所述的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，所述内极板(6)的上端面高于所述第一永磁体(5)的上端面；

和/或，所述外极板(2)的上端面高于所述第二永磁体(7)的上端面。

3.根据权利要求1所述的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，安装于所述内极板(6)的第一缺口的若干个第一永磁体(5)的极性相同；

和/或，安装于所述外极板(2)第二缺口的若干个第二永磁体(7)的极性相同。

4.根据权利要求1所述的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，若干个所述第一缺口均布于所述内极板(6)；

和/或，若干个所述第二缺口均布于所述外极板(2)。

5.根据权利要求1所述的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，所述电磁铁包括：电磁线圈(3)和铁芯(4)；所述电磁线圈(3)绕制于所述铁芯(4)。

6.根据权利要求1所述的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，所述内极板(6)和/或所述外极板(2)为导磁材质。

7.根据权利要求1所述的中低速磁浮列车用永磁电磁混合悬浮电磁铁装置，其特征在于，所述第二永磁体(7)与所述第一永磁体(5)的极性相反，所述第二永磁体(7)和所述第一永磁体(5)所形成的磁感线方向相同。

Images