CN207758607U - 一种磁悬浮列车头用电磁铁 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁悬浮列车头用电磁铁，包括多组磁极线圈(1)、极板(2)，所述磁极线圈(1)设置在所述极板(2)之间，且所述每组磁极线圈(1)分别包含多个线包(11)，所述车头远离车身的一端的磁极线圈(1)中线包(11)的数量多于其他磁极线圈(1)中线包(11)的数量。本申请提供的磁悬浮列车头用电磁铁，其设计结构有利于实现抵消涡流效应引起吸力下降的影响，且结构简单，便于维护，可以根据列车实际需求灵活拆装。

Description

一种磁悬浮列车头用电磁铁

技术领域

本申请涉及磁悬浮技术领域，特别是涉及一种磁悬浮列车头用电磁铁。

背景技术

中低速磁浮列车在运行中轨道会产生涡流，涡流会降低悬浮力，并且随着速度的提高更加严重。为了保证悬浮力不变，必须通过增加电流来实现。在运行中，列车头端部电磁铁的电流明显大于其余位置的电磁铁，当电流持续增大时，功率随之增大，电磁铁发热量增加，有可能被烧损，从而带来安全隐患。因此，轨道涡流效应成了制约磁浮列车提速的关键难点之一。如何减小或补偿轨道涡流效应的影响，确保电磁铁能够安全稳定运行，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的为提供一种磁悬浮列车头用电磁铁；其设计结构有利于实现抵消涡流效应引起吸力下降的影响，且结构简单，便于维护，可以根据列车实际需求灵活拆装。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种磁悬浮列车头用电磁铁，包括多组磁极线圈、极板，所述磁极线圈设置在所述极板之间，且所述每组磁极线圈分别包含多个线包，所述车头远离车身的一端的磁极线圈中线包的数量多于其他磁极线圈中线包的数量。

优选地，所述车头远离车身的一端的磁极线圈中线包的数量比其他磁极线圈中线包的数量多1-3个。

优选地，所述极板包括设置在所述磁极线圈外侧的外极板，以及设置在所述磁极线圈内侧的内极板，所述内极板设有用于减轻重量的减重槽。

优选地，所述减重槽具体设置在相邻两个线包之间间隙所对应的内极板上。

优选地，所述外极板或内极板远离所述磁极线圈的一侧分别设有加厚部。

优选地，所述加厚部具体设置在所述磁极线圈中线包所对应的外极板或内极板上。

优选地，所述极板的长度等于所有磁极线圈中线包以及相邻线包之间间隙的整体长度。

优选地，所述磁极线圈与所述极板可拆卸的连接。

优选地，所述磁极线圈与所述极板具体通过螺栓可拆卸的连接。

现有的中低速磁浮列车在运行中轨道会产生涡流，列车头端部电磁铁的电流明显大于其余位置的电磁铁，当电流持续增大时，功率随之增大，电磁铁发热量增加，有可能被烧损，从而带来安全隐患。而根据轨道涡流产生机理及三维有限元仿真可知，涡流幅度随速度增加而增大，随电磁铁长度增加而减小。

因此，根据上述机理，目前降低涡流的影响主要有两种方法：一是将轨道改造成叠片钢轨，这种方法可能会降低钢轨的刚度，且提高了造价；二是通过改造列车使用的电磁铁抵消涡流效应的影响。而磁悬浮列车中需要装配悬浮系统、推进系统、导向系统、制动系统的多个部件，且设有多种线路、支架等结构，结构复杂，内部剩余空间狭小，限制了电磁铁的改造。

而本实用新型通过改造列车头端部的电磁铁，将多个磁极线圈分组，并将车头远离车身的一端的磁极线圈(即车头端部的一组磁极线圈)中的线包的数量设置为多于其他组磁极线圈中的线包的数量，以降低涡流效应的影响。例如，在不改变其他位置磁极线圈中线包的数量，而将车头端部的磁极线圈中线包的数量增加，一方面在相同电流下，通过增加线包的数量，电磁铁吸力增大，增加的吸力刚好可以抵消轨道涡流效应引起电磁铁吸力下降的影响；另一方面，电磁铁长度的增加可减小涡流幅值。同时，本实用新型依照车体的原结构，仅增加线包的数量，电磁铁极板与车体转向架接口可以保持不变，原有转向架结构无需变更，可以在不改变现有磁悬浮列车结构的情况下实现降低涡流效应，最大限度的节约了设计、制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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为本实用新型实施例中磁悬浮列车头用电磁铁的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中磁悬浮列车头用电磁铁中加厚部的俯视示意图；

附图标记：1-磁极线圈；11-线包；2-极板；21-外极板；22-内极板；3-减重槽；4-加厚部；1a-端部磁极线圈；1b-中间段磁极线圈；c-车体转向架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

请如图1至图2所示，本实用新型实施例提供一种磁悬浮列车头用电磁铁，包括多组磁极线圈1、极板2，所述磁极线圈1设置在所述极板2之间，且所述每组磁极线圈1分别包含多个线包11，所述车头远离车身的一端的磁极线圈1中线包11的数量多于其他磁极线圈1中线包11的数量。

现有的中低速磁浮列车在运行中轨道会产生涡流，列车头端部电磁铁的电流明显大于其余位置的电磁铁，当电流持续增大时，功率随之增大，电磁铁发热量增加，有可能被烧损，从而带来安全隐患。而根据轨道涡流产生机理及三维有限元仿真可知，涡流幅度随速度增加而增大，随电磁铁长度增加而减小。

因此，根据上述机理，目前降低涡流的影响主要有两种方法：一是将轨道改造成叠片钢轨，这种方法可能会降低钢轨的刚度，且提高了造价；二是通过改造列车使用的电磁铁抵消涡流效应的影响。而磁悬浮列车中需要装配悬浮系统、推进系统、导向系统、制动系统的多个部件，且设有多种线路、支架等结构，结构复杂，内部剩余空间狭小，限制了电磁铁的改造。

而本实用新型通过改造列车头端部的电磁铁，将多个磁极线圈分组，并将车头远离车身的一端的磁极线圈1(即车头端部的一组磁极线圈1)中的线包11的数量设置为多于其他组磁极线圈1中的线包11的数量，以降低涡流效应的影响。例如，在不改变其他位置磁极线圈1中线包11的数量，而将车头端部的磁极线圈1中线包11的数量增加，一方面在相同电流下，通过增加线包11的数量，电磁铁吸力增大，增加的吸力刚好可以抵消轨道涡流效应引起电磁铁吸力下降的影响；另一方面，电磁铁长度的增加可减小涡流幅值。同时，本实用新型依照车体的原结构，仅增加线包11的数量，电磁铁极板2与车体转向架接口可以保持不变，原有转向架结构无需变更，可以在不改变现有磁悬浮列车结构的情况下实现降低涡流效应，最大限度的节约了设计、制造成本。

优选地，所述车头远离车身的一端的磁极线圈1中线包11的数量比其他磁极线圈1中线包11的数量多1-3个。

具体而言，可以设置车头远离车身的一端的磁极线圈1中线包11的数量比其他磁极线圈1中线包11的数量多1-3个，例如可以多设置1个线包11。即可实现在不改变原有悬浮架结构的情况下改造电磁铁，抵消涡流效应的影响。由于不需要更改既有悬浮架结构，车头端部磁极线圈1的机械接口与其余中间位置的电磁铁保持相同，则增加的线包11可以根据列车运行需要灵活设置与安装。

优选地，所述极板2包括设置在所述磁极线圈1外侧的外极板21，以及设置在所述磁极线圈1内侧的内极板22，所述内极板22设有用于减轻重量的减重槽3。

优选地，所述减重槽3具体设置在相邻两个线包11之间间隙所对应的内极板22上。

作为本实用新型的一个优选方案，在内极板22设置减重槽3，优选将减重槽3设置在相邻两个线包11之间间隙所对应的内极板22上，此减重槽3充分考虑了极板2磁密分布和结构强度，有效的减轻了电磁铁重量，对电磁铁采取了轻量化措施，具有较高的浮重比，同时能够不影响吸力。

优选地，所述外极板21或内极板22远离所述磁极线圈1的一侧分别设有加厚部4。

优选地，所述加厚部4具体设置在所述磁极线圈1中线包11所对应的外极板21或内极板22上。

作为本实用新型的另一个优选方案，在外极板21和/或内极板22远离所述磁极线圈1的一侧分别设有加厚部4，即可以在外极板21外侧设置加厚部4，也可以在内极板22外侧设置加厚部4，或者同时在外极板21与内极板22外侧设置加厚部4，以缓和磁饱和程度，提高电磁吸力。优选将加厚部4设置在磁极线圈1中线包11所对应的外极板21或内极板22上，配合磁密分布特点来缓和磁饱和程度。

优选地，所述极板2的长度等于所有磁极线圈1中线包11以及相邻线包11之间间隙的整体长度。

优选地，所述磁极线圈1与所述极板2可拆卸的连接。

优选地，所述磁极线圈1与所述极板2具体通过螺栓可拆卸的连接。

设置磁极线圈1与极板2可拆卸的连接，例如通过螺栓实现可拆卸的连接，可以方便拆装维护。

本实用新型提供的电磁铁中，所使用的铁芯及极板材料可以采用导磁性好、饱和磁密高的低碳钢材料制备，如10钢。

综上所述，本实用新型提供的电磁铁，其设计结构有利于实现抵消涡流效应引起吸力下降的影响，且结构简单，便于维护，可以根据列车实际需求灵活拆装。

实施例1

如图1所示，包括两组磁极线圈1、外极板21、内极板22。其中磁极线圈1包括端部磁极线圈1a，以及中间段磁极线圈1b。端部磁极线圈1a包括3个线包11，中间段磁极线圈1b包括2个线包11。端部磁极线圈1a处于列车行进方向的最前端。

内极板22在端部磁极线圈1a的两个线包11中间间隙所对应的位置，以及中间段磁极线圈1b的两个线包11中间间隙所对应的位置分别设置1个减重槽3。并在不影响车体转向架c固定的线包11所对应的外极板21外侧设置加厚部4。磁极线圈1与外极板21、内极板22分别通过螺栓连接。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (9)

1.一种磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，包括多组磁极线圈(1)、极板(2)，所述磁极线圈(1)设置在所述极板(2)之间，且所述每组磁极线圈(1)分别包含多个线包(11)，所述车头远离车身的一端的磁极线圈(1)中线包(11)的数量多于其他磁极线圈(1)中线包(11)的数量。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述车头远离车身的一端的磁极线圈(1)中线包(11)的数量比其他磁极线圈(1)中线包(11)的数量多1-3个。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述极板(2)包括设置在所述磁极线圈(1)外侧的外极板(21)，以及设置在所述磁极线圈(1)内侧的内极板(22)，所述内极板(22)设有用于减轻重量的减重槽(3)。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述减重槽(3)具体设置在相邻两个线包(11)之间间隙所对应的内极板(22)上。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述外极板(21)或内极板(22)远离所述磁极线圈(1)的一侧分别设有加厚部(4)。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述加厚部(4)具体设置在所述磁极线圈(1)中线包(11)所对应的外极板(21)或内极板(22)上。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述极板(2)的长度等于所有磁极线圈(1)中线包(11)以及相邻线包(11)之间间隙的整体长度。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述磁极线圈(1)与所述极板(2)可拆卸的连接。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮列车头用电磁铁，其特征在于，所述磁极线圈(1)与所述极板(2)具体通过螺栓可拆卸的连接。