CN217074052U - 一种基于高温超导的磁悬浮列车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于高温超导的磁悬浮列车，涉及磁悬浮列车技术领域，本申请中，在低恒温容器的作用下，通过超导层与永磁导轨之间各自的梯度磁场相互作用，使得转向架获得较大的悬浮力，而这种所获得的悬浮力（钉扎力）确保低恒温容器处于永磁导轨的正上方的位置几乎不变（允许横向偏差在一定范围内，如5mm以内），进而使得车体始终悬浮在永磁导轨的上方，并在牵引力的作用下使得车体沿着永磁导轨的延伸方向前进，前进方向无磁阻力；再者该悬浮力不是通过电磁力获得，节约了大量的电能，不仅能保证车体能够高速行驶，还能保证车体在高速行驶中的稳定性，进而保证车体中乘客或货物的平稳性。

Description

一种基于高温超导的磁悬浮列车

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮列车技术领域，具体而言，涉及一种基于高温超导的磁悬浮列车。

背景技术

目前常导电磁悬浮列车，利用电磁铁的吸力将列车吸离地面，实现列车的悬浮和导向。常导电磁悬浮列车通过电磁吸力实现悬浮，但这种吸力本身不稳定，需要复杂的控制系统实施主动控制。而且，常导电磁悬浮列车实现悬浮需要给车载电磁铁通以大电流，耗能较大，并且为功耗考虑，通常采取较小的悬浮间隙，这使得对轨道的要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于高温超导的磁悬浮列车，旨在解决常导电磁悬浮列车需要耗费大量电能以供列车所需悬浮力、且悬浮力不稳定的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型提供了一种基于高温超导的磁悬浮列车，包括永磁导轨、低恒温容器、转向架和车体，两个平行设置的所述永磁导轨之间设有直线电机定子，所述直线电机定子设置于两个所述永磁导轨的中点；所述低恒温容器间隔设置于所述永磁导轨的正上方，所述低恒温容器靠近所述永磁导轨的一侧连接有超导层；所述转向架的下表面与所述低恒温容器远离所述超导层的一侧相连；所述车体的底部与所述转向架的上表面相连，所述车体的底部设有直线电机动子，所述直线电机动子位于所述直线电机定子的正上方。

在本实用新型的一些实施例中，所述转向架与所述车体之间设置有牵引座，所述牵引座的两端分别与所述车体和所述转向架相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述转向架沿所述车体的延伸方向与所述车体之间设置有垂向的第一减震器和横向的第二减震器，所述第一减震器和所述第二减震器对称分布于所述直线电机动子的两侧。

在本实用新型的一些实施例中，所述转向架与所述车体之间还设置振动过滤件，所述振动过滤件靠近所述第一减震器或所述第二减震器设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述转向架与所述车体之间设置有偶数对的所述第一减震器和所述第二减震器，位于所述直线电机动子同一侧的所述第一减震器和所述第二减震器之间设置所述振动过滤件。

在本实用新型的一些实施例中，所述直线电机动子的两侧分别设置有对称分布的可升降支撑轮，所述可升降支撑轮与所述转向架的下表面相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述基于高温超导的磁悬浮列车还包括基座，所述基座包括底壁和由所述底壁对称的两侧向上延伸出的两个侧壁，所述永磁导轨设置于所述底壁，所述侧壁设有感应摩擦板，所述转向架的两侧设置有制动组件，所述制动组件与所述感应摩擦板同轴设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述转向架与所述制动组件之间设置有升降柱。

在本实用新型的一些实施例中，所述永磁导轨由多个钕铁硼永磁体拼接而成，所述钕铁硼永磁体的磁化方向按照Halbach永磁阵列进行周期性排列。

在本实用新型的一些实施例中，所述转向架内设置有加强杆，所述转向架和/或所述加强杆内设置有容置腔，所述容置腔内具有加强筋。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本申请中，在低恒温容器的作用下，通过超导层与永磁导轨之间各自的梯度磁场相互作用，使得转向架获得较大的悬浮力，而这种所获得的悬浮力（钉扎力）确保低恒温容器处于永磁导轨的正上方的位置几乎不变（允许横向偏差在一定范围内，如5mm以内），进而使得车体始终悬浮在永磁导轨的上方，并在牵引力的作用下使得车体沿着永磁导轨的延伸方向前进，前进方向无磁阻力；再者该悬浮力不是通过电磁力获得，节约了大量的电能，不仅能保证车体能够高速行驶，还能保证车体在高速行驶中的稳定性，进而保证车体中乘客或货物的平稳性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1所示为磁悬浮列车的结构示意图；

图2所示为转向架的俯视图；

图3所示为长杆的内部结构放大图。

图中标记：100-磁悬浮列车；101-基座；102-感应摩擦板；110-永磁导轨；111-直线电机定子；112-车体；120-上构架；121-下构架；122-加强杆；123-加强筋；124-低恒温容器；125-超导层；126-直线电机动子；127-牵引座；128-第一减震器；129-第二减震器；130-振动过滤件；131-可升降支撑轮；132-电机械制动器；133-涡流制动器；134-升降柱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

请参见图1，图1所示为磁悬浮列车100的结构示意图。本实用新型提供了一种基于高温超导的磁悬浮列车100，包括永磁导轨110、低恒温容器124、转向架和车体112，两个平行设置的永磁导轨110之间设有直线电机定子111，直线电机定子111设置于两个永磁导轨110的中点；低恒温容器124间隔设置于永磁导轨110的正上方，低恒温容器124靠近永磁导轨110的一侧连接有超导层125；转向架包括上构架120和下构架121，下构架121的下表面与低恒温容器124远离超导层125的一侧相连；车体112的底部与上构架120的上表面相连，车体112的底部设有直线电机动子126，直线电机动子126位于直线电机定子111的正上方。

本申请中，在低恒温容器124的作用下，通过超导层125与永磁导轨110之间各自的梯度磁场相互作用，使得转向架获得较大的悬浮力，而这种所获得的悬浮力（钉扎力）确保低恒温容器124处于永磁导轨110的正上方的位置几乎不变（允许横向偏差在一定范围内，如5mm以内），进而使得车体112始终悬浮在永磁导轨110的上方，并在牵引力的作用下使得车体112沿着永磁导轨110的延伸方向前进，前进方向无磁阻力；再者该悬浮力不是通过电磁力获得，节约了大量的电能，不仅能保证车体112能够高速行驶，还能保证车体112在高速行驶中的稳定性，进而保证车体112中乘客或货物的平稳性。

请参见图2，图2所示为转向架的俯视图。详细地，转向架与车体112之间设置有牵引座127，牵引座127的两端分别与车体112和转向架相连，牵引座127对车体112和转向架不仅起到连接作用，还作为转向架的轴心，同时牵引座127还能将牵引力从转向架传递至车体112。

为了提升车体112运行的平稳性，转向架沿车体112的延伸方向与车体112之间设置有垂向的第一减震器128和横向的第二减震器129，第一减震器128和第二减震器129对称分布于直线电机动子126的两侧。第一减震器128用于缓冲车体112高度方向上的冲击力和震动，第二减震器129用于缓冲车体112宽度方向上的冲击力和震动，使得车体112在运动过程中能保持较为平稳的状态，以提高车体112的舒适度。第一减震器128和/或第二减震器129可以是液力减震器，也可以是钢弹簧隔振器等，具体不作限制。

转向架与车体112之间还设置振动过滤件130，振动过滤件130靠近第一减震器128或第二减震器129设置。本实施例中的振动过滤件130为空气弹簧，空气弹簧可将第一减震器128、第二减震器129减震后的低频振动过滤掉，进一步地提升车体112的平稳度和舒适度。在其他实施例中，振动过滤件130还可以是空气阻尼隔振器等。进一步地，转向架与车体112之间设置有偶数对的第一减震器128和第二减震器129，位于直线电机动子126同一侧的第一减震器128和第二减震器129之间设置振动过滤件130。将振动过滤件130靠近第一减震器128和第二减震器129设置，并使得振动过滤件130位于二者之间，可使得振动过滤件130能同时过滤掉第一减震器128的低频振动和第二减震器129的低频振动，减少振动过滤件130的设置数量。

在本实施例中，直线电机动子126的两侧分别设置有对称分布的可升降支撑轮131，可升降支撑轮131与转向架的下表面相连。当车体112运行时，可升降支撑轮131向上收入转向架，使得车体112依靠悬浮力前进以获得较快的行驶速率；在车体112制动时或在车体112运行过程中，可升降支撑轮131下降使得其滚轮与地面接触转动，当低恒温容器124中的液氮因没有及时补充而致使超导层125的超导状态失效时，可升降支撑轮131能保证正在运行中的车体112不会发生突然下落的情况，对车体112具有一定的支撑作用，提高车体112运行过程中的安全性；同时可升降支撑轮131可以缓冲车体112在启动或制动时所产生的较大的瞬间动力，改善由于惯性作用而使得车体112在启动和制动瞬间的不平稳状态。

基于高温超导的磁悬浮列车100还包括基座101，基座101包括底壁和由底壁对称的两侧向上延伸出的两个侧壁，永磁导轨110设置于底壁，侧壁设有感应摩擦板102，转向架的两侧设置有制动组件，制动组件与感应摩擦板102同轴设置。本实施例中的制动组件包括涡流制动器133和电机械制动器132。当车体112前方出现紧急状况需要刹车时，可通过感应摩擦板102与涡流制动器133之间的相互作用减速；当车体112降至低速时，可通过电机械制动器132与感应摩擦板102的机械摩擦实现驻车制动。再者，当车体112经过弯曲路线时，涡流制动器133也会起到自动对中作用，迫使低恒温容器124回到永磁导轨110的正上方。

进一步地，转向架与制动组件之间设置有升降柱134，制动时升降柱134工作，涡流制动器133向外推出而缩短涡流制动器133与感应摩擦板102之间的距离，增大涡流制动器133感应的电涡流，进而增大制动力，提升紧急制动效果。

本实施例中，永磁导轨110由多个钕铁硼永磁体拼接而成，钕铁硼永磁体的磁化方向按照Halbach永磁阵列进行周期性排列。钕铁硼永磁体不易失磁和被磁化，将其按照Halbach永磁阵列进行周期性排列，可以使得阵列一侧磁场很强而另一侧很弱，利用Halbach永磁阵列单边特性使永磁体产生较大的悬浮力和良好的稳定性。

请参见图3，图3所示为长杆的内部结构放大图。转向架内设置有加强杆122，转向架和/或加强杆122内设置有容置腔，容置腔内具有加强筋123，加强杆122可提高转向架对车体112所能承受的载荷量，加强筋123可以提高转向架和加强杆122的刚度。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于，包括

永磁导轨(110)，两个平行设置的所述永磁导轨(110)之间设有直线电机定子(111)，所述直线电机定子(111)设置于两个所述永磁导轨(110)的中点；

低恒温容器(124)，所述低恒温容器(124)间隔设置于所述永磁导轨(110)的正上方，所述低恒温容器(124)靠近所述永磁导轨(110)的一侧连接有超导层(125)；

转向架，所述转向架的下表面与所述低恒温容器(124)远离所述超导层(125)的一侧相连；以及

车体(112)，所述车体(112)的底部与所述转向架的上表面相连，所述车体(112)的底部设有直线电机动子(126)，所述直线电机动子(126)位于所述直线电机定子(111)的正上方。

2.根据权利要求1所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述转向架与所述车体(112)之间设置有牵引座(127)，所述牵引座(127)的两端分别与所述车体(112)和所述转向架相连。

3.根据权利要求1所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述转向架沿所述车体(112)的延伸方向与所述车体(112)之间设置有垂向的第一减震器(128)和横向的第二减震器(129)，所述第一减震器(128)和所述第二减震器(129)对称分布于所述直线电机动子(126)的两侧。

4.根据权利要求3所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述转向架与所述车体(112)之间还设置振动过滤件(130)，所述振动过滤件(130)靠近所述第一减震器(128)或所述第二减震器(129)设置。

5.根据权利要求4所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述转向架与所述车体(112)之间设置有偶数对的所述第一减震器(128)和所述第二减震器(129)，位于所述直线电机动子(126)同一侧的所述第一减震器(128)和所述第二减震器(129)之间设置所述振动过滤件(130)。

6.根据权利要求1所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述直线电机动子(126)的两侧分别设置有对称分布的可升降支撑轮(131)，所述可升降支撑轮(131)与所述转向架的下表面相连。

7.根据权利要求1所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述基于高温超导的磁悬浮列车还包括基座(101)，所述基座(101)包括底壁和由所述底壁对称的两侧向上延伸出的两个侧壁，所述永磁导轨(110)设置于所述底壁，所述侧壁设有感应摩擦板(102)，所述转向架的两侧设置有制动组件，所述制动组件与所述感应摩擦板(102)同轴设置。

8.根据权利要求7所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述转向架与所述制动组件之间设置有升降柱(134)。

9.根据权利要求1所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述永磁导轨(110)由多个钕铁硼永磁体拼接而成，所述钕铁硼永磁体的磁化方向按照Halbach永磁阵列进行周期性排列。

10.根据权利要求1所述的基于高温超导的磁悬浮列车，其特征在于：所述转向架内设置有加强杆(122)，所述转向架和/或所述加强杆(122)内设置有容置腔，所述容置腔内具有加强筋(123)。

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