CN203631030U - 一种采用直线电机驱动的高温超导磁悬浮列车实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用直线电机驱动的高温超导磁悬浮列车实验装置。针对现有的高温超导磁悬浮列车实验装置存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、体积小、功能全面直观的高温超导磁悬浮列车实验装置。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括环形面板及设置在面板上的环形永磁导轨、功能控制模块，所述永磁导轨上设置超导磁悬浮模型车，其特征在于：所述永磁导轨的一直边上设置直线电机安装支撑架，所述直线电机安装支撑架上安装直线电机模块7和直线电机，所述直线电机前后端分别安装第一光电传感器、第二光电传感器，所述永磁导轨中间设置功能控制模块，所述功能控制模块上安装有控制器和驱动器，所述超导磁悬浮模型车通过直线电机驱动，通过控制器和驱动器实现自身的启动、停止、加速或减速控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学仪器，具体为一种采用直线电机驱动的高温超导磁悬浮列车实验装置。
背景技术
磁悬浮列车具有速度快、噪声小、能源消耗小等优点，因此，磁悬浮列车技术备受世界各工业国家的高度关注，在这一领域投入了大量的人力、物力和财力进行研究，并取得了重大进步。目前研制成功的载人磁悬浮实验车制造结构复杂，投入财力大，体积庞大，不能在各高校及中学的实验室普及，因此在教学仪器行业需要一种小型高温超导磁悬浮列车实验装置。
实用新型内容
针对现有的高温超导磁悬浮列车实验装置存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、体积小、功能全面直观的高温超导磁悬浮列车实验装置。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括环形面板及设置在面板上的环形永磁导轨、功能控制模块，所述永磁导轨上设置超导磁悬浮模型车，其特征在于：所述永磁导轨的一直边上设置直线电机安装支撑架，所述直线电机安装支撑架上安装直线电机模块7和直线电机，所述直线电机前后端分别安装第一光电传感器、第二光电传感器，所述永磁导轨中间设置功能控制模块，所述功能控制模块上安装有控制器和驱动器，所述超导磁悬浮模型车通过直线电机驱动，通过控制器和驱动器实现自身的启动、停止、加速或减速控制。
所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述直线电机安装支撑架包括电机支撑板、直线电机固定板，所述直线电机模块通过直线电机支撑板竖直固定在面板上，所述直线电机装在直线电机固定板上。
所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述的超导磁悬浮模型车采用一只直线电机驱动。
所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述的直线电机安装在永磁导轨的正上方。
所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于所述：的永磁导轨由多块相同宽度、厚度的永磁铁块拼接在环形金属轨道上，该金属轨道嵌入安装在椭圆面板中。
所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述的控制器带有LCD液晶屏。
所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述直线电机固定板上设置直线电机高度调节孔。
本实用新型的高温超导磁悬浮列车实验装置具有结构简单紧凑，体积小，不仅可以用于物理教学系统中，演示磁悬浮实验原理，还可以用于各类科技馆中展示高温超导磁悬浮列车的运行原理。
附图说明
图1为高温超导磁悬浮列车实验装置的结构示意图；
图2为功能控制模块俯视图；
图3为直线电机模块俯视图；
图4为直线电机模块剖视图；
图中：1-底板；2-立柱；3-环形面板；4-永磁轨道；5-功能控制模块；6-超导磁悬浮模型车；7-直线电机模块；8-LCD液晶屏；9-直线电机罩；10-驱动器；11-继电器；12-控制器；13-控制器固定板； 14-直线电机；15-直线电机支撑板；16-直线电机固定板；17-第一光电传感器；18-第二光电传感器；19-直线电机高度调节孔；20-穿线孔；21-直线电机固定孔。
具体实施方式
如图1至4所示，本实用新型的采用直线电机驱动的高温超导磁悬浮列车实验装置，包括两只立柱2装在底板1上，所述立柱2的另一端嵌入安装在环形面板3中，一个金属椭圆环嵌入安装在环形面板3中，所述永磁轨道4平铺在金属椭圆环上。所述功能控制模块5置于环形面板3正中，直线电机模块7固定在永磁轨道4的一条直边的正上方。
所述功能控制模块5上装有驱动器10、继电器11和控制器12。所述驱动器10输出三相交流220V电源，三相交流220V电源连接继电器11，通过继电器11接通或者断开直线电机14电源。所述控制器12采用集成芯片单片机及外围电路组成，面板上设置有键盘和LCD液晶屏8。所述LCD液晶屏8能显示键盘的输入信息和超导磁悬浮模型车6的运行状态。
所述直线电机模块7通过直线电机支撑板15竖直固定在环形面板3上，所述直线电机14通过直线电机固定孔21装在直线电机固定板16上，直线电机14在永磁轨道4的正上方，直线电机14距永磁轨道4的高度通过直线电机高度调节孔19调节。直线电机14的电气线穿过穿线孔20接到功能控制模块5，所述第一光电传感器17和第二光电传感器18固定在直线电机固定板16上，两只光电传感器在直线电机14的一前一后。
实验时，将液氮倒入超导磁悬浮模型车6中对超导体制冷，当超导体达到超导态后，将超导磁悬浮模型车6放置在永磁轨道4上方，通过手动按压调整悬浮高度，超导磁悬浮模型车6可稳定悬浮在永磁轨道4上方。将功能控制模块5接通电源，将处于稳定悬浮状态的超导磁悬浮模型车6放置在直线电机14的正下方，通过功能控制模块5面板上的键盘输入“启动”命令，功能控制模块5接通直线电机14的电源0.5s，产生一个瞬时的水平推力，推动超导磁悬浮模型车6运动，在惯性作用下超导磁悬浮模型车6沿永磁轨道4运动（此时超导磁悬浮模型车按逆时针运动，简称为正转），当超导磁悬浮模型车6经过第二光电传感器18时，第二光电传感器18产生一个脉冲信号发送给功能控制模块5，功能控制模块5再次接通直线电机14的电源0.5s，产生一个瞬时的水平推力补充超导磁悬浮模型车6在运行中损失的能量。依次循环，超导磁悬浮模型车6可以一直运动下去，直到超导磁悬浮模型车6中的液氮挥发完，超导体进入非超导态，超导磁悬浮模型车6落在永磁轨道4上。
在超导磁悬浮模型车6逆时针运动过程中还可以通过功能控制模块5面板上的键盘输入“反转”、“停车”等命令，超导磁悬浮模型车6可对应完成顺时针运动（反转）、停止稳定（停靠在直线电机14的下方）。
上述可以通过驱动器10改变直线电机14的工作电压，研究超导磁悬浮模型车6的运动速度和直线电机14的工作电压的关系。
上述可以通过驱动器10改变直线电机14的工作频率，研究超导磁悬浮模型车6的运动速度和直线电机14的工作频率的关系。
上述可以通过功能控制模块5改变直线电机14的工作时间，研究超导磁悬浮模型车6的运动速度和直线电机14的工作时间的关系。
上述可以更换超导磁悬浮模型车6上铝板的厚度，研究超导磁悬浮模型车6的运动速度和铝板厚度的关系。
最后，应当指出，以上实例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实例。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种采用直线电机驱动的高温超导磁悬浮列车实验装置，包括环形面板（3）及设置在环形面板（3）上的环形永磁导轨（4）、功能控制模块（5），所述永磁导轨（4）上设置超导磁悬浮模型车（6），其特征在于：所述永磁导轨（4）的一直边上设置直线电机安装支撑架，所述直线电机安装支撑架上安装直线电机模块7和直线电机（14），所述直线电机（14）前后端分别安装第一光电传感器（17）、第二光电传感器（18），所述永磁导轨（4）中间设置功能控制模块（5），所述功能控制模块（5）上安装有控制器（12）和驱动器（10），所述超导磁悬浮模型车（6）通过直线电机（14）驱动，通过控制器（12）和驱动器（10）实现自身的启动、停止、加速或减速控制。
2.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述直线电机安装支撑架包括电直线机支撑板（15）、直线电机固定板（16），所述直线电机模块（7）通过直线电机支撑板（15）竖直固定在环形面板（3）上，所述直线电机（14）装在直线电机固定板（16）上。
3.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述的超导磁悬浮模型车（6）采用一只直线电机驱动。
4.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述的直线电机（14）安装在永磁导轨（4）的正上方。
5.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于所述：的永磁导轨（4）由多块相同宽度、厚度的永磁铁块拼接在环形金属轨道上，该金属轨道嵌入安装在椭圆面板中。
6.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述的控制器（12）带有LCD液晶屏（8）。
7.根据权利要求2所述的高温超导磁悬浮列车实验装置，其特征在于：所述直线电机固定板（16）上设置直线电机高度调节孔（19）。
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Cited By (3)
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| CN104436690A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-25 | 梁穗 | 用于模型的运动调节装置 |
| CN107316547A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-03 | 西南交通大学 | 高温超导磁悬浮科研演示系统 |
| CN108645633A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种磁浮列车动态试验装置及试验方法 |
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