CN117533152A - 悬浮架和中低速磁浮列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种悬浮架，包括构架、托臂，电磁铁箱梁和牵引电机定子；托臂的顶端固定于构架的端部，且托臂位于构架下方；电磁铁箱梁安装于托臂的底端；电磁铁箱梁装配有悬浮电磁铁；牵引电机定子嵌装在悬浮电磁铁内。上述悬浮架中，牵引电机定子嵌装在悬浮电磁铁内，使牵引电机的法向力与悬浮电磁铁的电磁力方向相同，利用牵引电机的法向力辅助列车悬浮，降低悬浮电磁铁的电磁力，进而有效降低列车悬浮能耗。本发明还公开应用上述悬浮架的中低速磁浮列车，能降低中低速磁浮列车的悬浮能耗。

Description

悬浮架和中低速磁浮列车

技术领域

本发明涉及磁浮交通技术领域，更具体地说，涉及一种悬浮架，一种中低速磁浮列车。

背景技术

中低速磁浮交通具有低噪音、低振动、低辐射、低成本、爬坡能力强、转弯半径小等优势。中低速磁浮列车的悬浮架和F型轨道采用车抱轨的结构形式；悬浮架安装有直线电机和悬浮电磁铁，直线电机位于F型轨道上方、悬浮电磁铁位于F型轨道下方。悬浮电磁铁通电时产生电磁力，并在电磁力作用下与F型轨道相互吸引，使整个中低速磁浮列车悬浮。

但是，现有中低速磁浮列车的悬浮能耗较高，故如何降低中低速磁浮列车的悬浮能耗，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种悬浮架，其牵引电机定子嵌装在悬浮电磁铁内，使牵引电机的法向力与悬浮电磁铁的电磁力方向相同，利用牵引电机的法向力辅助列车悬浮，降低悬浮电磁铁的电磁力，进而有效降低列车悬浮能耗。本发明还提供应用上述悬浮架的中低速磁浮列车，能降低中低速磁浮列车的悬浮能耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种悬浮架，包括：

构架；

托臂，所述托臂的顶端固定于所述构架的端部，且所述托臂位于所述构架下方；

电磁铁箱梁，所述电磁铁箱梁安装于所述托臂的底端；所述电磁铁箱梁装配有悬浮电磁铁；

牵引电机定子，所述牵引电机定子嵌装在所述悬浮电磁铁内。

可选地，上述悬浮架中，所述牵引电机定子包括：

电磁铁铁芯，所述电磁铁铁芯包括依次连接的第一端部、中间部分、第二端部，所述第一端部、所述中间部分和所述第二端部围成凹槽；所述牵引电机定子装配在所述凹槽内；

电磁铁绕组，所述电磁铁绕组缠绕于所述电磁铁铁芯的端部。

可选地，上述悬浮架中，还包括水冷板，所述水冷板与所述牵引电机定子和/或所述悬浮电磁铁固定连接，并与所述牵引电机定子和/或所述悬浮电磁铁贴合。

可选地，上述悬浮架中，所述水冷板夹在所述中间部分和所述牵引电机定子之间。

可选地，上述悬浮架中，所述牵引电机定子的上表面与所述电磁铁铁芯的上表面共面；所述电磁铁铁芯的上表面包括所述第一端部背离所述中间部分的一端的端面，以及所述第二端部背离所述中间部分的一端的端面。

可选地，上述悬浮架中，所述构架固定有滑橇，所述构架还设有能够升降的紧急救援轮。

可选地，上述悬浮架中，所述紧急救援轮通过液压装置安装于所述构架。

可选地，上述悬浮架中，所述紧急救援轮和所述滑橇沿预设方向布置；所述预设方向与由所述托臂的一端到另一端的方向垂直。

可选地，上述悬浮架中，与所述托臂连接的所述构架和所述电磁铁箱梁均位于该托臂的同侧。

一种中低速磁浮列车，包括车体和安装于所述车体下方的悬浮架，所述悬浮架为上述技术方案中任意一项所述的悬浮架。

本发明提供一种悬浮架，包括构架、托臂，电磁铁箱梁和牵引电机定子；托臂的顶端固定于构架的端部，且托臂位于构架下方；电磁铁箱梁安装于托臂的底端；电磁铁箱梁装配有悬浮电磁铁；牵引电机定子嵌装在悬浮电磁铁内。

上述悬浮架中，牵引电机定子嵌装在悬浮电磁铁内，使牵引电机的法向力与悬浮电磁铁的电磁力方向相同，利用牵引电机的法向力辅助列车悬浮，降低悬浮电磁铁的电磁力，进而有效降低列车悬浮能耗。

本发明还提供应用上述悬浮架的中低速磁浮列车，能降低中低速磁浮列车的悬浮能耗。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的悬浮架和轨道的装配示意图；

图2为本发明实施例提供的中低速磁浮列车在直线行驶状态时的受力情况示意图；

图3为本发明实施例提供的中低速磁浮列车在曲线行驶状态时的受力情况示意图；

图4为本发明实施例提供的悬浮架和轨道的另一角度装配示意图；

其中，图1-图4中：

滑橇101；紧急救援轮102；构架103；牵引电机定子104；托臂105；电磁铁箱梁106；水冷板107；电磁铁铁芯108；电磁铁绕组109；机械制动装置110；M型轨道111；轨道钢垫板112；反应板支架113；轨道114。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种悬浮架，其牵引电机定子嵌装在悬浮电磁铁内，使牵引电机的法向力与悬浮电磁铁的电磁力方向相同，利用牵引电机的法向力辅助列车悬浮，降低悬浮电磁铁的电磁力，进而有效降低列车悬浮能耗。本发明实施例还提供应用上述悬浮架的中低速磁浮列车，能降低中低速磁浮列车的悬浮能耗。

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。

请参阅图1-图4，本发明实施例提供一种悬浮架，包括构架103、托臂105，电磁铁箱梁106和牵引电机定子104；托臂105的顶端固定于构架103的端部，且托臂105位于构架103下方；电磁铁箱梁106安装于托臂105的底端；电磁铁箱梁106装配有悬浮电磁铁；牵引电机定子104嵌装在悬浮电磁铁内。

上述悬浮架中，牵引电机定子104嵌装在悬浮电磁铁内，使牵引电机的法向力与悬浮电磁铁的电磁力方向相同，利用牵引电机的法向力辅助列车悬浮，降低悬浮电磁铁的电磁力，进而有效降低列车悬浮能耗。

上述悬浮架中，托臂105为多个，并分布于构架103两侧；与同一个托臂105连接的构架103、电磁铁箱梁106位于该托臂105的同侧；构架103、托臂105和电磁铁箱梁106围成半包围结构，用于包围在轨道的外周，以形成“车抱轨”的结构形式。

牵引电机定子104包括电磁铁铁芯108和电磁铁绕组109；电磁铁铁芯108包括依次连接的第一端部、中间部分、第二端部，第一端部、中间部分和第二端部围成凹槽；牵引电机定子104装配在第一端部、中间部分和第二端部围成的凹槽内；电磁铁绕组109缠绕于电磁铁铁芯108的端部，第一端部、第二端部分别缠绕有电磁铁绕组109。电磁铁铁芯108的中间部分固定于电磁铁箱梁106上方，第一端部、第二端部位于中间部分的上侧，如图1所示。

在一些实施例中，悬浮架还包括水冷板107，水冷板107与牵引电机定子104和/或悬浮电磁铁固定连接，并与牵引电机定子104和/或悬浮电磁铁贴合。

本实施例提供的悬浮架将现有中低速磁浮列车由单一风冷方式改为风冷、水冷共用方式，降低牵引电机定子104和/或悬浮电磁铁的电磁铁绕组109的热量，延长牵引电机定子104和/或悬浮电磁铁的使用寿命。

水冷板107夹在牵引电机定子104和电磁铁铁芯108的中间部分之间，能够为牵引电机定子104和悬浮电磁铁散热。电磁铁箱梁106采用轻量化铝型材制备而成。

在一些实施例中，牵引电机定子104的上表面与电磁铁铁芯108的上表面共面；电磁铁铁芯108的上表面包括第一端部背离中间部分的一端的端面，以及第二端部背离中间部分的一端的端面。

现有技术中为避免牵引电机定子磕碰轨道，需要预留一定的间隙，在非悬浮状态，中低速磁浮列车上安装的牵引电机定子的线圈与轨道上安装的反应板的间隙一般为5mm。在悬浮状态，由于牵引电机定子与悬浮电磁铁分布于F型轨道的上、下两侧，悬浮电磁铁与轨道作用实现中低速磁浮列车的悬浮，牵引电机定子与轨道上安装的反应板间隙(即电机气隙)会加大，悬浮间隙一般控制在8mm-10mm，使电机气隙能达到13mm-15mm，牵引电机效率仅能达到60％-70％，造成能耗浪费。

而本实施例提供的悬浮架中，将牵引电机定子104内嵌于电磁铁铁芯108，在非悬浮状态下牵引电机定子104的上表面与电磁铁铁芯108的上表面共面，不需要预留额外的安全间隙；同时通过提升列车悬浮系统控制精度，可将悬浮间隙由8mm-10mm降低至7mm，使牵引电机的气隙由13mm-15mm降低至7mm，能够降低悬浮能耗30％以上并提升牵引电机效率10％以上。

构架103的下侧固定有滑橇101，构架103的下侧还设有能够升降的紧急救援轮102。

当中低速磁浮列车需要停车或紧急停电时，滑橇101可对中低速磁浮列车提供支撑，避免悬浮架上其他部件磕碰轨道，保证中低速磁浮列车的安全性。当中低速磁浮列车的牵引系统出现故障无法行驶时，可以将紧急救援轮102降下来支撑列车，通过救援车辆或其他正常行驶车辆将故障列车低速牵引回车辆段。

紧急救援轮102通过液压装置安装于构架103，并且紧急救援轮102通过上述液压装置实现升降。紧急救援轮102和滑橇101沿预设方向布置；预设方向与由托臂105的一端到另一端的方向垂直，即预设方向与中低速磁浮列车的行进方向平行。

托臂105采用铸铝材料制成，托臂105的上端与悬浮架的构架103连接，下端通过一系簧安装电磁铁箱梁106，托臂105中部朝向轨道114的一侧安装机械制动装置110，起到传递牵引、制动和悬浮力的作用，同时具有减振、提高舒适性的功能。

本实施例提供的悬浮架与轨道配合形成车抱轨结构，能保留现有中低速磁浮车辆低噪音、低振动、低辐射、低成本、爬坡能力强、转弯半径小等技术优势。该悬浮架通过增加机械制动装置110和紧急救援轮102，解决现有内嵌式磁浮列车无可控机械制动、无紧急状态救援支撑的问题，满足城市轨道交通相关标准要求。同时，本实施例提供的悬浮架采用横向的构架103搭配托臂105的结构形式，采用车抱轨运行方式，能够保证列车运行的安全性和检修的便利性；并且该悬浮架避免使用F形轨道，能够缩小列车轨距，利于实现中低速磁浮列车的小型化、轻量化，降低列车制造成本，满足城市轨道交通末端及旅游景区小运量客运需求。

再者，本实施例提供的悬浮架避免使用F形轨道，不会在维修维护过程中受轨道断面影响，不需要设置专用的检修台位并将悬浮架使用专用工装移出，避免维修维护工作困难、所需工时长，利于保证列车的可用性及可维修性指标的实现。

本发明实施例还提供一种中低速磁浮列车，包括车体和安装于车体下方的悬浮架，悬浮架为上述实施例提供的悬浮架。悬浮架的构架103上设有用于与车体连接的摆杆座。

与上述中低速磁浮列车配合的轨道114包括顶端横梁；顶端横梁的下表面设有M型轨道111。M型轨道111装配有反应板支架113；顶端横梁的上表面和朝向托臂105的侧面分别设有轨道钢垫板112。中低速磁浮车辆在运行过程，可通过机械制动装置110与轨道114侧面的钢垫板112摩擦实现可控的机械制动。

应用时，当电磁铁绕组109通电时在电磁铁铁芯108上产生磁场，匹配轨道114上的M形轨道111，形成悬浮力，实现列车悬浮。列车通过曲线时由于电磁铁铁芯108和M形轨道111出现错位，二者之间的悬浮力会产生分力实现车辆的导向功能，具体受力情况可参见图3；列车通过直线时的受力情况如图2所示。

当牵引电机定子104通电时，与轨道114上的铝感应板作用，可驱动中低速磁浮列车前进。轨道114上的铝感应板与M形轨道111的反应板支架113之间设置有绝缘层，避免悬浮磁通道和牵引磁通道相互影响。

本发明实施例提供的中低速磁浮列车应用上述实施例提供的悬浮架，能降低中低速磁浮列车的悬浮能耗。当然，本实施例提供的中低速磁浮列车还具有上述实施例提供的有关悬浮架的其他效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (10)

1.一种悬浮架，其特征在于，包括：

构架；

托臂，所述托臂的顶端固定于所述构架的端部，且所述托臂位于所述构架下方；

电磁铁箱梁，所述电磁铁箱梁安装于所述托臂的底端；所述电磁铁箱梁装配有悬浮电磁铁；

牵引电机定子，所述牵引电机定子嵌装在所述悬浮电磁铁内。

2.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述牵引电机定子包括：

电磁铁铁芯，所述电磁铁铁芯包括依次连接的第一端部、中间部分、第二端部，所述第一端部、所述中间部分和所述第二端部围成凹槽；所述牵引电机定子装配在所述凹槽内；

电磁铁绕组，所述电磁铁绕组缠绕于所述电磁铁铁芯的端部。

3.根据权利要求2所述的悬浮架，其特征在于，还包括水冷板，所述水冷板与所述牵引电机定子和/或所述悬浮电磁铁固定连接，并与所述牵引电机定子和/或所述悬浮电磁铁贴合。

4.根据权利要求3所述的悬浮架，其特征在于，所述水冷板夹在所述中间部分和所述牵引电机定子之间。

5.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述牵引电机定子的上表面与所述电磁铁铁芯的上表面共面；所述电磁铁铁芯的上表面包括所述第一端部背离所述中间部分的一端的端面，以及所述第二端部背离所述中间部分的一端的端面。

6.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述构架固定有滑橇，所述构架还设有能够升降的紧急救援轮。

7.根据权利要求6所述的悬浮架，其特征在于，所述紧急救援轮通过液压装置安装于所述构架。

8.根据权利要求6所述的悬浮架，其特征在于，所述紧急救援轮和所述滑橇沿预设方向布置；所述预设方向与由所述托臂的一端到另一端的方向垂直。

9.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，与所述托臂连接的所述构架和所述电磁铁箱梁均位于该托臂的同侧。

10.一种中低速磁浮列车，包括车体和安装于所述车体下方的悬浮架，其特征在于，所述悬浮架为权利要求1-9任意一项所述的悬浮架。