CN1944099A - 一种具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道 - Google Patents

一种具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道 Download PDF

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Abstract

一种具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，由两部分构成，其中：直线定子铁靴部分，由铁磁性材料制成，定子铁靴的上下端固定在非铁磁性材料的加强筋上；伸缩端部分，在直线定子铁靴的接头处，设有凸凹穿插端，其插入深度为在使用环境的最大温差下始终保持伸缩缝连续不间断；由上述直线定子铁靴轨道中的定子铁靴，对应列车上的磁动机；该磁动机的非铁磁性轮基周边等间距的安装有上下二层永磁转子，且上下层永磁转子的极性相反；定子铁靴宽度与磁动机上的上下二层永磁转子总宽度相同，定子铁靴的长度大于或等于该永磁转子长度；相邻的两个定子铁靴之间的间距与磁动机非铁性轮基上相邻的两个永磁转子之间的间距相同。

Description

一种具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道
技术领域
本发明涉及直线动力轨道机械技术领域，具体地说涉及一种具有伸缩缝的磁动机直线定子铁靴轨道技术。
背景技术
磁悬浮列车与轨道不接触，因此阻力减小、能耗降低，被喻为“绿色”交通技术。其驱动力为“直线电机”，其原理是将直线定子与直线转子铺设在轨道或列车对应位置。电流通过绕组后，绕组依次变为电磁铁，产生N极和S极直线移动磁场，驱动列车前进或为列车提供制动力。以上技术在日本MLX超导磁悬浮列车、HSST常导磁悬浮列车以及德国TR系列常导磁悬浮列车上得到了应用，见《磁悬浮铁路系统与技术》(中国科学技术出版社2003年11月)。
该技术虽然解决了“非接触”驱动力问题，但也存在两个明显的缺点：
一是沿路铺设电磁绕组和设置高压送电、变电设施，工艺复杂、造价高；
二是定子与转子之间气隙大，能耗高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其工艺简单、造价低，解决了直线定子轨道随跨梁的伸缩问题，当直线定子兼做导向轨道时，亦解决了轨道约束列车离心力连续性好的问题。
为实现上述目的，本发明提供的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，由两部分构成，其中：
直线定子铁靴部分，由铁磁性材料制成，定子铁靴的上下端固定在铁磁性或钢磁性材料的加强筋上；
伸缩端部分，在直线定子铁靴的接头处，设有凸凹穿插端，其插入深度为在使用环境的最大温差下始终保持伸缩缝连续不间断；
由上述直线定子铁靴轨道中的定子铁靴，对应列车上的磁动机；该磁动机的非铁磁性轮基周边等间距的安装有上下二层永磁转子，且上下层永磁转子的极性相反；定子铁靴宽度与磁动机上的上下二层永磁转子宽度相同，定子铁靴的长度大于或等于该永磁转子总长度；相邻的两个定子铁靴之间的间距与磁动机上的相邻的两个永磁转子之间的间距相同；
磁动机转动时，永磁转子与定子铁靴之间产生永磁拉力，以驱动或制动列车。
所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，铁磁性材料为碳钢、硅钢、不锈钢、钴、镍或其合金。
所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，永磁转子为钕铁硼永磁材料。
所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中每两个定子铁靴之间的间距为定子铁靴自身宽度除以0.6-0.7闭区间内任意小数所得的值。
所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中定子铁靴之间镶嵌有非铁磁性材料。
所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中定子铁靴之间镶嵌的非铁磁性材料其表面与定子铁靴表面高度相同且平整光滑。
所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，非铁磁性材料为混凝土、聚四氟乙烯、铜或铝。
本发明提供的由定子铁靴等间距排列构成直线定子轨道，其端头具有伸缩功能，当其兼做导向轨时该伸缩端能向导向轮提供连续约束力的技术系统。
附图说明
图1为直线定子铁靴轨道及其伸缩缝示意图。
图2为直线定子铁靴轨道与磁动机永磁转子对应关系俯视示意图。
图3为图2中沿A-A线的剖面示意图。
具体实施方式
以下所述内容是结合附图对本发明做的详细说明，而不应被理解为是对本发明的限定。
请参阅图1，是直线定子铁靴及其伸缩缝示意图。从图中可以看出铁磁性定子铁靴1沿直线等间距排列。定子铁靴1的上下端分别固定(如用电焊)在铁磁性材料制成的加强筋2上，从而组成直线定子轨道。当直线定子轨道兼做导向轨时，在每两个定子铁靴1之间3内镶嵌非铁磁性材料，其表面与定子铁靴表面高度相同且平整光滑。铁磁性材料可以是碳钢、硅钢、不锈钢、钴、镍或其合金等具有导磁特性的材料。非铁磁性材料可以是混凝土、铜、铝或聚四氟乙烯等非导磁材料。
在高架的两跨路梁连接处，一般都设有温度伸缩缝，因此，此处直线定子轨道必需设伸缩缝4。伸缩缝4为凸凹穿插结构，右侧凸部分4a对应左侧凹部分4b。凸凹两部分的穿插深度的设计，要依据材料随温度变形的温度模量和直线定子轨道工作环境的冬夏最大温差值等因素进行，即根据材料的温度模量和直线定子轨道使用环境的冬夏最大温差确定。当高温(夏天)时，直线定子伸长，插入部分增多；当低温时(冬天)，直线定子缩短，插入部分减少，但始终保持伸缩缝连续不间断。有关根据温差进行设计是本领域技术人员能够理解的技术，在此不展开描述。
请参阅图2，是直线定子铁靴轨道与磁动机转子对应关系俯视示意图。从图中可以看出，磁动机5由非磁性轮基5a，轮轴5b和永磁转子5c组成。永磁转子5c是沿轮基5a的周边等间距地安装。
请参阅图3，是图2中沿A-A线的剖面示意图，从图中可以看出，定子铁靴1与永磁转子5c对应，永磁转子5c为上下两块，其中一块为N极，另一块为S极，均通过导磁基5d固定在轮基5a上，上下两块永磁转子之间为非铁磁性镶嵌物5e。这一结构确保了转子5c与定子铁靴1之间高磁阻(空气)磁通路径最短，即吸力最大。
永磁转子5c的宽度与定子铁靴1的宽度相同，相邻的两个永磁转子之间的间距应设定为与相邻的两个定子铁靴之间的间距相同。较佳地，相邻两个定子铁靴之间的间距为定子铁靴自身宽度除以0.6-0.7闭区间内任意小数所得的值(或称“商”)。当磁动机5在电机的驱动之下转动时，永磁转子5c与定子铁靴1之间的位置将错开，由此产生永磁拉力，该力可驱动或制动列车。永磁转子5c与定子铁靴1之间的气隙由导向轮6控制。磁动机5和导向轮6都固定在动力舱7内。
本发明直线定子铁靴轨道及其伸缩缝技术有如下优点：
1、定子铁靴由普通铁磁性材料制成，造价低。
2、伸缩缝力学连续性好，工艺简单。
3、列车驱动或制动力是由永磁转子与铁磁性定子铁靴之间产生的，因此远比直线电机节能。

Claims (7)

1、一种具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，由两部分构成，其中：
直线定子铁靴部分，由铁磁性材料制成，定子铁靴的上下端固定在铁磁性或钢磁性材料的加强筋上；
伸缩端部分，在直线定子铁靴的接头处，设有凸凹穿插端，其插入深度为在使用环境的最大温差下始终保持伸缩缝连续不间断；
由上述直线定子铁靴轨道中的定子铁靴，对应列车上的磁动机；该磁动机的非铁磁性轮基周边等间距的安装有上下二层永磁转子，且上下层永磁转子的极性相反；定子铁靴宽度与磁动机上的上下二层永磁转子宽度相同，定子铁靴的长度大于或等于该永磁转子总长度；相邻的两个定子铁靴之间的间距与磁动机非铁性轮基上相邻的两个永磁转子之间的间距相同；
磁动机转动时，永磁转子与定子铁靴之间产生永磁拉力，以驱动或制动列车。
2、如权利要求1所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，铁磁性材料为碳钢、硅钢、不锈钢、钴、镍或其合金。
3、如权利要求1所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，永磁转子为钕铁硼永磁材料。
4、如权利要求1所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，每两个定子铁靴之间的间距为定子铁靴自身宽度除以0.6-0.7闭区间内任意小数所得的值。
5、如权利要求1所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，定子铁靴之间镶嵌有非铁磁性材料。
6、如权利要求5所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，定子铁靴之间镶嵌的非铁磁性材料其表面与定子铁靴表面高度相同且平整光滑。
7、如权利要求1、5或6所述的具有伸缩缝的直线定子铁靴轨道，其中，非铁磁性材料为混凝土、聚四氟乙烯、铜或铝。
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