CN116495016A - 一种悬挂式磁浮交通系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬挂式磁浮交通系统，包括轨道系统、悬浮系统、牵引系统和车体。本发明提供的悬挂式磁浮交通系统，相比现有技术，通过结构优化，使悬浮电磁铁、直线异步电机同时位于轨道梁的下方，一方面，实现了悬浮间隙与电机间隙以相同规律变化，可有效减小悬浮间隙和电机间隙，实现悬浮能耗和牵引能耗有效降低；一方面，实现了异步直线电机法向力与悬浮力相对轨道同向，可有效降低悬浮能耗；另一方面避免了雨雪天气电机间隙内冰雪堆积问题。本发明提供的悬挂式磁浮交通系统具有悬浮效率高、悬浮能耗低、牵引效率高、牵引能耗低、不受极端天气影响的优点。

Description

一种悬挂式磁浮交通系统
技术领域
本发明涉及磁浮交通技术领域，特别涉及悬挂式磁浮交通系统。
背景技术
目前世界范围内各国已经运营的磁浮交通系统都是骑跨式，悬浮架为磁浮列车的核心部件，具有悬浮、导向、牵引和制动的功能。磁浮列车运行时，通过安装在悬浮架上位于轨道下方的电磁铁产生电磁吸力，将车辆悬浮在轨道上。通过安装在悬浮架上位于轨道上方的直线电机产生纵向力，牵引车辆前进。电磁铁与轨道之间的悬浮间隙、轨道与直线电机之间的电机间隙之和为一定值，悬浮间隙越小、电机间隙越大，悬浮间隙越小，悬浮电流越小，电磁铁发热量越小，但同时电机间隙越大，电机效率越低，电机功率浪费越多，显然不利于提高整个系统的效率；直线异步电机相对轨道的法向力与悬浮电磁铁相对轨道的悬浮力方向相反，为了客服电机法向力需要增加悬浮力，降低了悬浮效率；另外，现有直线电机安装在悬浮架两侧，受结构尺寸限制，电机短小，进一步降低了电机功率；第三，直线电机在轨道上方，在冰雪天气容易引起电气性能故障。因此迫切需要研发一种新型结构，让悬浮间隙和电机间隙正比变化，且电机长度尽量使用悬浮架全长以提高设计功率，降低成本，提高系统效率，降低环境影响，提高系统可靠性是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明公开了一种悬挂式磁浮交通系统，包括轨道系统、悬浮系统、牵引系统和车体。所述轨道系统包括T型立柱、轨道梁、轨道安装板、π型轨道，所述T型立柱安装于地面，所述轨道梁设置于T型立柱两侧下方，所述轨道安装板安装于所述轨道梁下方，所述π型轨道安装于所述轨道安装板下方两侧；所述悬浮系统包括悬浮控制器、悬浮电磁铁、悬浮间隙传感器以及悬浮架，所述悬浮电磁铁安装于悬浮架的两侧且与π型轨道相对设置，所述悬浮控制器与悬浮电磁铁连接；所述牵引系统包括牵引逆变器、异步直线电机，所述异步直线电机动子固定于轨道安装板中部下方，所述异步直线电机的定子固定在悬浮架的中部上方与所述异步直线电机动子相对；所述车体通过悬浮架悬挂在轨道梁的下方。
作为进一步的改进，所述异步直线电机动子与所述π型轨道并列安装于所述轨道安装板下方同一平面上。
作为进一步的改进，所述异步直线电机定子与所述悬浮电磁铁安装于所述悬浮架上方同一平面上，与所述异步直线电机动子和所述π型轨道相对。
作为进一步的改进，所述悬挂式磁浮交通系统还包括电动支撑系统，所述电动支撑系统包括电动机、电机控制器和电动支撑轮。所述电机控制器与所述电动机连接，所述电动机与所述电动支撑轮连接。所述电动支撑轮固定于悬浮架上部，且位于所述轨道安装板上方。
作为进一步的改进，所述悬浮架与车体之间设置弹性悬挂系统和阻尼器，所述车体通过弹性悬挂系统和阻尼器悬挂于悬浮架下方。
作为进一步的改进，当悬挂式磁浮交通系统用于货物运输时，所述弹性悬挂系统可采用钢弹簧系统。
作为进一步的改进，当悬挂式磁浮交通系统用于乘客运输时，所述弹性悬挂系统可采用空气弹簧系统。
作为进一步的改进，所述悬挂式磁浮交通系统还包括设置于悬浮架与轨道之间的制动器，所述制动器与电机控制系统连接。
本发明提供的悬挂式磁浮交通系统，相比现有技术，通过结构优化，使悬浮电磁铁、直线异步电机同时位于轨道梁的下方，一方面，实现了悬浮间隙与电机间隙以相同规律变化，可有效减小悬浮间隙和电机间隙，实现悬浮能耗和牵引能耗有效降低；一方面，实现了异步直线电机法向力与悬浮力相对轨道同向，可减小悬浮力，有效降低悬浮能耗；另一方面避免了雨雪天气电机间隙内冰雪堆积问题。本发明提供的悬挂式磁浮交通系统具有悬浮效率高、悬浮能耗低、牵引效率高、牵引能耗低、不受极端天气影响的优点。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其他的附图。
图1是悬挂式磁浮交通系统横断面结构示意图。
图2是图1局部放大示意图。
图3是悬挂式磁浮交通系统单悬浮架集装箱车辆纵向示意图。
图4是悬挂式磁浮交通系统双悬浮架集装箱车辆纵向示意图。
图5是悬挂式磁浮交通系统双车连挂客运车辆示意图。
图6是悬挂式磁浮交通系统单悬浮架集装箱车辆轴测图。
其中：1-立柱、2-轨道梁、3-悬浮架、4-弹性悬挂系统、5-阻尼器、6-车体、7-轨道安装板、8-基板、9-感应板、10-定子、11-π型轨道、12-悬浮间隙传感器、13-悬浮电磁铁、14-支撑轮。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图6所示，本发明实施例提供的悬挂式磁浮交通系统，包括轨道系统、悬浮系统、牵引系统和车体（6），其中，轨道系统包括立柱（1）、轨道梁（2）、轨道安装板（7）、π型轨道（11），悬浮系统包括悬浮控制器、悬浮电磁铁（13）、悬浮间隙传感器（12）和悬浮架（3），牵引系统包括牵引逆变器、异步直线电机，异步直线电机动子的基板（8）和感应板（9）固定于轨道安装板中部下方，所述异步直线电机的定子（10）固定在悬浮架（3）的中部上方与所述异步直线电机动子的感应板（9）相对；所述车体通过悬浮架（3）悬挂在轨道梁的下方，如图2所示，车体（6）通过弹性悬挂系统（4）和阻尼器（5）与悬浮架（3）连接，图2实施例用于货物运输，采用了钢弹簧弹性悬挂系统，如用于乘客运输可采用空气弹簧弹性悬挂系统。
如图3所示，本发明悬挂式磁浮交通系统单悬浮架集装箱车辆实施例中，悬浮架（3）与车体（6）之间采用2组钢弹簧弹性悬挂系统（4），2组阻尼器（5）。
如图4所示，本发明悬挂式磁浮交通系统双悬浮架集装箱车辆实施例中，每个悬浮架（3）与车体（6）之间采用1组弹性悬挂系统（4），2组阻尼器（5）。
相比现有技术，本发明具有如下优点：
1) 通过结构优化，使悬浮电磁铁（13）、直线异步电机的定子（10）同时位于轨道梁的下方，实现了悬浮间隙与电机间隙以相同规律变化，可有效减小悬浮间隙和电机间隙，实现悬浮能耗和牵引能耗有效降低；
2) 通过结构优化，使悬浮电磁铁（13）、直线异步电机的定子（10）同时位于轨道梁的下方，实现了异步直线电机法向力与悬浮力相对轨道同向，可减小悬浮力，有效降低悬浮能耗；
3) 通过结构改进，使直线异步电机的基板（8）、感应板（9）位于轨道梁的下方，避免了雨雪天气电机间隙内冰雪堆积问题；
4）通过以上改进，本发明提供的悬挂式磁浮交通系统具有悬浮效率高、悬浮能耗低、牵引效率高、牵引能耗低、不受极端天气影响和应急救援能力强的优点。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种悬挂式磁浮交通系统，包括轨道系统、悬浮系统、牵引系统和车体（6），其特征在于，所述轨道系统包括立柱（1）、在立柱（1）两侧左右对称悬挂布置的轨道梁（2）、轨道安装板（7）、π型轨道（11）；所述悬浮系统包括悬浮控制器、半环抱轨道梁的悬浮架（3）、悬浮间隙传感器（12）、悬浮电磁铁（13），所述悬浮电磁铁（13）安装于悬浮架（3）两侧且与π型轨道（11）相对设置，所述悬浮控制器与悬浮间隙传感器（12）、悬浮电磁铁（13）连接，所述悬浮间隙传感器（12）安装于悬浮电磁铁（13）上；所述牵引系统包括牵引控制系统、设置于轨道梁（2）下方的直线异步电机，所述直线异步电机的动子固定在轨道梁（2）下方两个π型轨道（11）的中间，所述直线异步电机的动子包括基板（8）和安装于基板（8）下方的感应板（9），所述直线异步电机的定子（10）安装在悬浮架（3）的中部上方，与感应板（9）相对；所述车体（6）通过悬浮架（3）悬挂在轨道系统下方。
2.根据权利要求1所述的悬挂式磁浮交通系统，其特征在于，所述轨道系统的轨道梁（2）由型钢拼接而成，所述轨道安装板（7）通过螺栓等连接件与所述轨道梁（2）连接，所述π型轨道（11）通过螺栓等连接件与轨道安装板（7）连接。
3.根据权利要求1所述的悬挂式磁浮交通系统，其特征在于，所述悬浮系统的悬浮架（3）半环抱于轨道梁（2）的下方。
4.根据权利要求1所述的悬挂式磁浮交通系统，其特征在于，所述直线异步电机，其基板（8）和安装于基板（8）下方的感应板（9）组成的动子通过螺栓等连接件安装在两侧π型轨道（11）的中部，沿其前进方向全长铺设，其定子（10）固定于悬浮架（3）的中部上方与所述动子相对。
5.根据权利要求1所述的悬挂式磁浮交通系统，其特征在于，还包括电动支撑系统，所述电动支撑系统包括电动机、电机控制器和支撑轮（14），所述电机控制器与所述电动机连接，所述电动机与所述支撑轮（14）连接，所述支撑轮（14）固定于悬浮架（3）上部，且位于所述轨道安装板（7）的上方。
6.根据权利要求1至5所述的悬挂式磁浮交通系统，其特征在于，还包括弹性悬挂系统（4）和阻尼器（5），所述车体（6）通过弹性悬挂系统（4）和阻尼器（5）与悬浮架（3）连接。
7.根据权利要求6所述的悬挂式磁浮交通系统所述弹性悬挂系统（4）可以采用钢弹簧，也可采用空气弹簧。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117002267A (zh) * 2023-10-07 2023-11-07 西南交通大学 一种新型短定子磁浮列车系统及控制方法
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