CN208180813U - 一种中速磁浮列车悬浮电磁铁及中速磁浮列车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中速磁浮列车悬浮电磁铁及中速磁浮列车，公开的中速磁浮列车悬浮电磁铁包括内极板、外极板、4个铁芯、4组线圈组成，每个铁芯上均绕有一组线圈，内极板与外极板均为片状结构，4个铁芯两端分别设置在内极板、外极板之间，所述内极板与外极板的上端中段设置有防吸死滑橇安装槽，内极板与外极板的中部分别设置有贯穿内极板与外极板的制动夹钳安装槽，所述内极板与外极板的外侧分别设置有第一加厚板和第二加厚板。改善了悬浮电磁铁磁饱和情况，增大悬浮力，进而提高悬浮电磁铁的悬浮性能。

Description

一种中速磁浮列车悬浮电磁铁及中速磁浮列车

技术领域

本实用新型涉及到磁悬浮列车技术领域，尤其涉及一种中速磁浮列车悬浮电磁铁及中速磁浮列车。本实用新型还涉及具有上述中速磁浮列车悬浮电磁铁的中速磁浮列车。

背景技术

磁浮列车一种靠磁力（即磁的吸力和斥力）悬浮于空中运行的列车。由于列车悬浮在空中，与轨道无机械接触，因此磁浮列车在正常运行时主要受来自空气的阻力。

如图1至图3所示，目前中速磁浮列车采用的悬浮电磁铁主要由内极板3、外极板2、4个铁芯4、4组线圈1组成，每个铁芯4上均绕有一组线圈1。内极板3与外极板2均为片状结构，4个铁芯4两端分别设置在内极板3、外极板2之间。内极板3与外极板2的上端中段设置有防吸死滑橇安装槽7，内极板3与外极板2的中部分别设置有贯穿内极板3与外极板2的制动夹钳安装槽8、9。但是在磁浮列车运行时现有技术中的悬浮电磁铁磁饱和非常严重。

因此，如何能够在改善悬浮电磁铁磁饱和情况，增大悬浮力，进而提高悬浮电磁铁的悬浮性能成为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种中速磁浮列车悬浮电磁铁改善了悬浮电磁铁磁饱和情况，增大悬浮力，进而提高悬浮电磁铁的悬浮性能。

本实用新型进一步要解决的技术问题是，在提供上述中速磁浮列车悬浮电磁铁的基础上，还提供一种包括上述中速磁浮列车悬浮电磁铁的中速磁浮列车。

本实用新型提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁，包括内极板、外极板、4个铁芯、4组线圈组成，每个铁芯上均绕有一组线圈，内极板与外极板均为片状结构，4个铁芯两端分别设置在内极板、外极板之间，所述内极板与外极板的上端中段设置有防吸死滑橇安装槽，内极板与外极板的中部分别设置有贯穿内极板与外极板的制动夹钳安装槽，所述内极板与外极板的外侧分别设置有第一加厚板和第二加厚板。

优选地，所述内极板外侧对应4组线圈的位置覆盖有第一加厚板。

优选地，所述外极板外侧对应4组线圈的位置覆盖有第二加厚板。

优选地，所述内极板内侧设置有不贯穿内极板的减重槽。

优选地，所述减重槽至少为一个，平均分配在内极板内侧。

优选地，所述4组线圈沿列车前进方向，由前至后依次为第一线圈，第二线圈、第三线圈和第四线圈，所述第一线圈对应的第一加厚板的前端以及第二线圈对应的第一加厚板的后端还设置有第三加厚板。

优选地，所述第一线圈对应的第二加厚板的前端以及第二线圈对应的第二加厚板的后端还设置有第四加厚板。

优选地，所述第一加厚板和第二加厚板的厚度均为8mm。

优选地，所述第三加厚板和第四加厚板的厚度均为8mm。

改善了悬浮电磁铁磁饱和情况，增大悬浮力，进而提高悬浮电磁铁的悬浮性能。

本实用新型进一步解决其技术问题采用的技术方案是，在提供所述中速磁浮列车悬浮电磁铁的基础上，本实用新型还提供一种采用所述中速磁浮列车悬浮电磁铁的中速磁浮列车，所述中速磁浮列车显然具有前述中速磁浮列车悬浮电磁铁的全部有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中中速磁浮列车悬浮电磁铁的立体示意图；

图2为现有技术中中速磁浮列车悬浮电磁铁中铁芯位置示意图；

图3为现有技术中中速磁浮列车悬浮电磁铁中内极板和外极板示意图；

图4为第一种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的立体示意图；

图5为第一种实施方式的提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁中内极板和外极板示意图；

图6为第二种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的立体示意图；

图7为第二种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁中内极板和外极板示意图；

图8为现有技术中中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁感应强度分布图；

图9为第一种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁感应强度分布图；

图10为第二种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁感应强度分布图；

图11第一种实施方式和第二种实施方式提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁的气隙磁场的磁感应强度曲线图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图4和图5，图4为第一种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的立体示意图，图5为第一种实施方式的提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁中内极板和外极板示意图。

本实用新型提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁，包括内极板3、外极板2、4个铁芯4、4组线圈1组成，每个铁芯4上均绕有一组线圈1。四组线圈1均采用偏铝线双层绕制，匝数为360，额定电流为35A。前端两个线圈由同一个控制器控制，即电流大小一致，形成第一悬浮点。后端两个线圈也由同一个控制器控制，即电流大小一致，形成第二悬浮点。内极板3与外极板2均为片状结构，内极板3与外极板2尺寸和材料相同，长度为2720mm，磁极宽度为28mm，高度为70mm，材料为Q235B。如图4所示2-1为外极板的内侧（即靠近线圈），2-2为外极板的外侧，3-1为内极板的内侧（即靠近线圈），3-2为内电磁铁的外侧。4个铁芯4两端分别设置在内极板3、外极板2之间，4个铁芯4尺寸相同，长度为400mm，厚度为58mm。所述内极板3与外极板2的上端中段设置有防吸死滑橇安装槽7，内极板3与外极板2的中部分别设置有贯穿内极板3与外极板2的制动夹钳安装槽8、9。所述内极板3与外极板2的外侧分别设置有第一加厚板11和第二加厚板10。

改善了悬浮电磁铁磁饱和情况，增大悬浮力，进而提高悬浮电磁铁的悬浮性能。

在进一步的方案中，所述内极板3外侧对应4组线圈的位置覆盖有第一加厚板11。由于内极板设置在磁浮列车轨道下方，内极板上表面与磁浮列车轨道的下表面面积相同，因此所述第一加厚板11的长度可以与内极板3长度相同，所述第一加厚板11的宽度小于内极板3的宽度，即将内极板3外侧长度方向全部覆盖，也可以分段设置仅覆盖内极板3外侧对应4组线圈的位置，且第一加厚板11的宽度小于内极板3的宽度。第一加厚板11厚度为8mm，宽度为内极板3宽度的2/3。其中，所述宽度方向由内极板上表面指向下表面的方向，所述长度方向为在内极板的平面上与宽度方向垂直的方向。

所述外极板2外侧对应4组线圈的位置覆盖有第二加厚板10。由于外极板2上需要设置有安装横向滑橇和制动器，因此外极板2采取了部分加厚，即所述第二加厚板10在外极板2外侧分段设置仅覆盖外极板2外侧对应4组线圈的位置，且第二加厚板11的宽度小于内极板3的宽度。第二加厚板10厚度为8mm，宽度为外极板2宽度的2/3。

在更进一步的方案中，所述内极板3内侧设置有不贯穿内极板的减重槽12。减重槽12至少为一个，平均分配在内极板3内侧。

参见图6和图7，图6为第二种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的立体示意图，图7为第二种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁中内极板和外极板示意图。

磁浮列车的悬浮电磁铁安装在转向架上。悬浮电磁铁与气隙与导轨之间形成闭合磁路，利用与导轨之间的吸引力实现列车悬浮。由于列车运行速度较快，而导轨需要一定的时间被磁化，因此导轨中的磁场是变化的，尤其在列车运动方向的前端。列车运动方向，即电磁铁前端对应的导轨位置会产生变化的磁场，从而产生涡流效应。涡流效应会产生与电磁铁磁场方向相反的磁场，从而减弱了电磁铁前端对应气隙的磁场，减弱了悬浮力。电磁铁前端的线圈需要提供更大的电流来满足悬浮力的要求，因此电磁铁运行方向的前端更容易出现饱和。

优选地，所述第一线圈对应的第二加厚板的前端以及第二线圈对应的第二加厚板的后端还设置有第四加厚板。

为了更进一步的改善磁饱和情况，第二种实施方式与第一种实施方式的区别在于，所述4组线圈1沿列车前进方向由前至后依次为第一线圈1-1，第二线圈1-2、第三线圈1-3和第四线圈1-4。所述第一线圈1-1对应的第一加厚板的前端13-1以及第二线圈对应的第一加厚板的后端13-2还设置有第三加厚板13。所述第一线圈1-1对应的第二加厚板的前端14-1以及第二线圈1-2对应的第二加厚板的后端14-2还设置有第四加厚板14。所述第三加厚板和第四加厚板的厚度均为8mm。第三加厚板13的宽度为内极板3宽度的2/3，第四加厚板14的宽度为外极板2宽度的2/3。

参见图8至图11，图8为现有技术中中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁感应强度分布图，图9为第一种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁感应强度分布图，图10为第二种实施方式提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁感应强度分布图，图11第一种实施方式和第二种实施方式提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁的气隙磁场的磁感应强度曲线图。

图8至图10为现有技术、第一种实施方式和第二种实施方式中中速磁浮列车悬浮电磁铁在额定载荷工况下，速度200km/h时的磁感应强度分布图，且第一悬浮点的电流为48A，第二悬浮点的电流为35A，材料Q235的磁饱和拐点约为1.4特斯拉。

可见，现有技术中中速磁浮列车悬浮电磁铁的磁饱和非常严重。第一种实施方式提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁通过加厚极板改善了磁饱和情况，但13-1和13-2处仍饱和严重，14-1和14-2处同理。第二种实施方式提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁为了更有效的缓解磁饱和现象，针对饱和最严重的13和14处增加第三加厚板和第四加厚板，同时增大了悬浮力，改善了气隙磁场不均匀的问题，从而提高悬浮性能。

下图为第一种实施方式和第二种实施方式提供的中速磁浮列车悬浮电磁铁气隙磁场的磁感应强度，其中y=0为悬浮电磁铁的前端，y=2720为悬浮电磁铁的末端。由于气隙磁场可直接反应悬浮力的大小，因此这个量能反映悬浮力的情况。在第二种实施方式中，13-1和13-2处的气隙磁场被加强，且气隙磁场更加平稳，14-1和14-2处同理。

除了上述中速磁浮列车悬浮电磁铁，本实用新型还提供一种包括上述中速磁浮列车悬浮电磁铁的中速磁浮列车，该中速磁浮列车的其他各部分结构请参考现有技术。

以上对本实用新型所提供的一种中速磁浮列车悬浮电磁铁及中速磁浮列车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种中速磁浮列车悬浮电磁铁，包括内极板、外极板、4个铁芯、4组线圈组成，每个铁芯上均绕有一组线圈，内极板与外极板均为片状结构，4个铁芯两端分别设置在内极板、外极板之间，所述内极板与外极板的上端中段设置有防吸死滑橇安装槽，内极板与外极板的中部分别设置有贯穿内极板与外极板的制动夹钳安装槽，其特征在于，所述内极板与外极板的外侧分别设置有第一加厚板和第二加厚板。

2.根据权利要求1所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述内极板外侧对应4组线圈的位置覆盖有第一加厚板。

3.根据权利要求2所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述外极板外侧对应4组线圈的位置覆盖有第二加厚板。

4.根据权利要求3所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述内极板内侧设置有不贯穿内极板的减重槽。

5.根据权利要求4所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述减重槽至少为一个，平均分配在内极板内侧。

6.根据权利要求5所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述4组线圈沿列车前进方向，由前至后依次为第一线圈，第二线圈、第三线圈和第四线圈，所述第一线圈对应的第一加厚板的前端以及第二线圈对应的第一加厚板的后端还设置有第三加厚板。

7.根据权利要求6所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述第一线圈对应的第二加厚板的前端以及第二线圈对应的第二加厚板的后端还设置有第四加厚板。

8.根据权利要求7所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述第一加厚板和第二加厚板的厚度均为8mm。

9.根据权利要求8所述的中速磁浮列车悬浮电磁铁，其特征在于，所述第三加厚板和第四加厚板的厚度均为8mm。

10.一种中速磁浮列车，其特征在于，包括权利要求1至9中所述任一项的中速磁浮列车悬浮电磁铁。