CN115158029A - 一种超导磁悬浮列车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超导磁悬浮列车，其利用超导的高电流密度和磁通钉扎特性，能拥有更大的承载力和稳定性能。主要由真空管道、车辆车体、导磁轨道、高温超导体、超导线圈组成。当列车再行进过程中出现偏移，高温超导体都能感应出电流以抵抗偏移，并且逐渐稳定。而由于超导部分全都在车体上，轨道只需要铺设导磁材料，大大节省了超导磁悬浮列车的成本。

Description

一种超导磁悬浮列车
技术领域
本发明涉及了一种超导磁悬浮列车。
背景技术
磁悬浮列车是一种利用利用通电线圈或者磁铁产生的磁场抵消掉列车所受重力和其运动中产生的力，使列车达到悬空状态，再利用直线电机等方式产生导向力进行推进。由于磁悬浮的低摩擦损耗和无接触，所以时速可以比普通的轨道式列车更快，并且可以通过调节磁悬浮来稳定列车，所以也更稳定。而采用超导的磁悬浮列车能比常用的永磁体拥有更大的承载能力。
传统的磁悬浮结构需要沿着轨道铺设永磁体或者超导，而永磁体或者超导造价过高，所以成本问题大大限制了磁悬浮列车的发展。本发明正是利用超导提高磁悬浮列车承载力的同时为了解决成本问题而提出的一种磁悬浮列车。
发明内容
本发明的目的就是提供一种在使用中功率大、承载力、稳定性强和成本相对低的磁悬浮列车，以解决现有磁悬浮列车承载力不够，成本高等问题。采用的技术方案如下：
一种超导磁悬浮列车，其特征在于：包括车辆、导磁轨道、导磁支撑体、跑道型超导线圈和高温超导体；导磁轨道沿铺设方向具有凸条，凸条沿竖直方向分布，凸条数量为偶数，两个凸条为一组且相隔布置；导磁支撑体与导磁轨道相对且固定在车辆的底架下，导磁支撑体与导磁轨道的数量相同；在导磁支撑体上固定与凸条宽度以及数量相同的高温超导体，高温超导体为一组且相隔布置；跑道型超导线圈的直线段位于同一导磁支撑体的两高温超导体之间；跑道型超导线圈的两直线段分别位于两个导磁支撑体上；高温超导体与凸条相对设置且二者之间存在间隙。
进一步地，在跑道型超导线圈中通入直流电，则在凸条、高温超导体之间建立磁场，依据高温超导体的磁通钉扎效应，导磁支撑体以及车辆将与导磁轨道产生悬浮力。
进一步地，在车辆的侧向上设置N个跑道型超导线圈以及2N个相对应的导磁支撑体、导磁轨道，N大于等于2。
进一步地，在车辆的竖直方向上设置M个跑道型超导线圈以及M个相对应的凸条组和高温超导体组，M大于等于2。
进一步地，还包括真空管道，在真空管道上设置支架，导磁轨道沿真空管道的延伸方向通过支架固定在真空管道上。
进一步地，在高温超导体面对凸条的面上固定背板。
进一步地，在相邻的两导磁支撑体之间设置固定在车辆的底架下的可伸缩装置；可伸缩装置的伸缩端具有轮，在真空管道的支架上沿延伸方向设置轮槽，轮能够沿着轮槽滚动。
进一步地，轮的外沿为三角形、倒梯形；轮槽为与轮形状和尺寸相同的槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、超导电流密度高，在同等体积下，采用超导的磁悬浮列车相比于采用铜或者永磁的磁悬浮动车能够产生更大的悬浮力。所以采用超导的磁悬浮列车在同等体积能有更大承载力，并且也能有效降低系统的体积。而且超导磁悬浮在列车产生偏移的时候能感应出相应电流会抵抗偏移，所以能实现自稳定。
二、本发明提出的超导磁悬浮列车不需要沿途铺设超导或者永磁体，只需要在动车下半部分安装高温超导体和超导线圈即可，并且根据动车以及需要承载的重量大小来增加或减少超导体的体积。所以减少了超导磁悬浮列车的成本。
附图说明
附图1：超导磁悬浮列车剖视图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加的清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，超导磁悬浮列车包括车辆2、导磁轨道3、导磁支撑体4、跑道型超导线圈6和高温超导体7；导磁轨道3沿铺设方向具有凸条，凸条沿竖直方向分布，凸条数量为偶数，两个凸条为一组且相隔布置；导磁支撑体4与导磁轨道相对且固定在车辆2的底架下，导磁支撑体4与导磁轨道3的数量相同；在导磁支撑体4上固定与凸条宽度以及数量相同的高温超导体7，高温超导体7为一组且相隔布置；跑道型超导线圈6的直线段位于同一导磁支撑体4的两高温超导体7之间；跑道型超导线圈6的两直线段分别位于两个导磁支撑体4上；高温超导体7与凸条相对设置且二者之间存在间隙。
导磁支撑体4、超导线圈、高温超导体设置于密封容器内部或者导磁支撑体4、超导线圈、高温超导体通过连接件构成密闭空间。高温超导体为长条。超导线圈包括低温超导线圈、高温超导线圈。
在跑道型超导线圈6中通入直流电，则在凸条、高温超导体之间建立磁场，依据高温超导体的磁通钉扎效应，导磁支撑体以及车辆将与导磁轨道产生悬浮力。
进一步地，为了获得大的悬浮力，在车辆的侧向上设置N个跑道型超导线圈6以及2N个相对应的导磁支撑体4、导磁轨道3，N大于等于2。
进一步地，为了获得大的悬浮力，在车辆的竖直方向上设置M个跑道型超导线圈6以及M个相对应的凸条组和高温超导体组，M大于等于2。
进一步地，还包括真空管道1，在真空管道1上设置支架，导磁轨道3沿真空管道1的延伸方向通过支架固定在真空管道1上。车辆在真空管道中运行能减小空气阻力的影响，实现高速运行。
进一步地，在高温超导体面对凸条的面上固定背板5。
进一步地，在相邻的两导磁支撑体4之间设置固定在车辆2的底架下的可伸缩装置；可伸缩装置的伸缩端具有轮，在真空管道1的支架上沿延伸方向设置轮槽，轮能够沿着轮槽滚动。轮的外沿为三角形、倒梯形；轮槽为与轮形状和尺寸相同的槽。
可伸缩装置包括液压缸，液压缸内滑动设置滑动杆，滑动杆顶部固定连接轮。液压缸固定在车辆2的底架下方，液压缸底部设置液压油进出口。多个液压缸的进出口并联至进出总管，进出总管从底架下延伸至车辆车体侧部并设置阀门。阀门与一外部液压装置可拆卸连接，外部液压装置设置在地面或者真空管道上。外部液压装置将液压油注入液压缸从而驱动滑动杆的轮抵靠至轮槽内部，在外部液压装置的压力值达到一定值后关闭液压缸上的阀门，然后断开外部液压装置与液压缸进出口的连接。
在超导线圈进入超导态后对超导线圈通入直流电，随后冷却高温超导体使其进入超导态。随后利用外部液压装置将液压缸内的液压油抽出并关闭阀门。车辆将与导磁轨道3形成稳定悬浮。

Claims (9)

1.一种超导磁悬浮列车，其特征在于：包括车辆、导磁轨道、导磁支撑体、跑道型超导线圈和高温超导体；导磁轨道沿铺设方向具有凸条，凸条沿竖直方向分布，凸条数量为偶数，两个凸条为一组且相隔布置；导磁支撑体与导磁轨道相对且固定在车辆的底架下，导磁支撑体与导磁轨道的数量相同；在导磁支撑体上固定与凸条宽度以及数量相同的高温超导体，高温超导体为一组且相隔布置；跑道型超导线圈的直线段位于同一导磁支撑体的两高温超导体之间；跑道型超导线圈的两直线段分别位于两个导磁支撑体上；高温超导体与凸条相对设置且二者之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：在跑道型超导线圈中通入直流电，则在凸条、高温超导体之间建立磁场，依据高温超导体的磁通钉扎效应，导磁支撑体以及车辆将与导磁轨道产生悬浮力。
3.根据权利要求1所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：在车辆的侧向上设置N个跑道型超导线圈以及2N个相对应的导磁支撑体、导磁轨道，N为大于等于2的自然数。
4.根据权利要求1或3所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：在车辆的竖直方向上设置M个跑道型超导线圈以及M个相对应的凸条组和高温超导体组，M为大于等于2的自然数。
5.根据权利要求1所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：还包括真空管道，在真空管道上设置支架，导磁轨道沿真空管道的延伸方向通过支架固定在真空管道上。
6.根据权利要求1所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：在相邻的两导磁支撑体之间设置固定在车辆的底架下的可伸缩装置。
7.根据权利要求6所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：可伸缩装置的伸缩端具有轮，在真空管道的支架上沿延伸方向设置轮槽，轮能够沿着轮槽滚动。
8.根据权利要求7所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：轮的外沿为三角形、倒梯形；轮槽为与轮形状和尺寸相同的槽。
9.根据权利要求1所述的一种超导磁悬浮列车，其特征在于：导磁支撑体、超导线圈、高温超导体通过连接件构成密闭空间。
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