KR101015170B1 - Tube type maglev train - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 내부를 저압 상태로 유지시키도록 외부와 격리되는 튜브; 상기 튜브의 내부에 주행가능하게 배치되며 내부 객실을 형성시키는 차량; 상기 튜브의 내주면에 구비되는 고정자와, 상기 고정자에 대응되는 상기 차량의 저부에 구비되는 회전자를 구비하여 상기 튜브의 길이방향으로 추진력을 발생시키는 선형동기전동기; 및 상기 차량을 자기력으로 상시 부상시키되 상기 차량을 상기 튜브 내의 동심축 상에 배치시키는 부상안내수단;을 포함하는 튜브식 자기부상열차가 제공된다.According to the invention, the tube is isolated from the outside to keep the inside at a low pressure state; A vehicle movably disposed inside the tube and forming an interior cabin; A linear synchronous motor having a stator provided on an inner circumferential surface of the tube and a rotor provided on a bottom of the vehicle corresponding to the stator to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the tube; There is provided a tubular magnetic levitation train comprising a; and the levitation guide means for causing the vehicle to always be injured with magnetic force and to place the vehicle on a concentric shaft in the tube.

이에 의하면, 자기부상열차의 주행 중 대기의 공기저항을 최소화시킴으로써 차량의 주행속도를 최상으로 끌어 올릴 수 있으며, 공기마찰을 최소화시킴으로써 소음 및 진동 공해를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to this, by minimizing the air resistance of the air during driving of the magnetic levitation train can increase the running speed of the vehicle to the best, it is possible to prevent noise and vibration pollution by minimizing the air friction.

튜브, 초고속, 자기부상, 안내, 선형동기전동기 Tube, Ultra High Speed, Magnetic Levitation, Guidance, Linear Synchronous Motor

Description

튜브식 자기부상열차 {TUBE TYPE MAGLEV TRAIN}Tubular Maglev Train {TUBE TYPE MAGLEV TRAIN}

본 발명은 튜브식 자기부상열차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜브 형상의 내측에서 자기력으로 부상되어 운행되는 튜브식 자기부상열차에 관한 것이다.The present invention relates to a tube type magnetic levitation train, and more particularly, to a tube type magnetic levitation train that is driven by a magnetic force floating inside the tube shape.

일반적으로 자기부상열차는 자기력, 즉 자석의 힘에 의해 부상되어 공중에 떠서 운행되는 열차이다. 자석의 힘은 다른 극끼리는 서로 잡아당기고, 같은 극끼리는 서로 반발하여 밀어내는 힘, 즉 인력과 척력이 작용된다.In general, the magnetic levitation train is a train that floats in the air due to magnetic force, that is, the force of a magnet. The force of the magnet pulls each other's poles, and the same poles push back and forth, ie attraction and repulsion.

이와 같은 원리로 부상되어 운행되는 자기부상열차는 자동차의 엔진에 해당되는 것으로 선형전동기를 사용하여 견인된다. 선형전동기란 회전운동을 하는 일반 전동기와는 달리 직선운동을 하는 전동기를 말한다. The magnetic levitation train that is injured and operated on the same principle corresponds to the engine of an automobile and is towed using a linear motor. A linear motor is a motor that performs a linear motion, unlike a general motor that rotates.

이 선형전동기는 장치의 구성이 매우 간단하여 유지보수가 용이하며 비용을 절감시킬 수 있고, 정밀한 직선 위치제어가 가능하다는 장점이 있다. 이러한 선형전동기에는 선형유도전동기(LIM, Linear Induction Motor)와 선형동기전동기(LSM, Linear Synchronous Motor)가 있다.This linear motor has the advantage that the configuration of the device is very simple, easy maintenance, cost saving, and precise linear position control. Such linear motors include a linear induction motor (LIM) and a linear synchronous motor (LSM).

이 중에서 선형동기전동기 방식이 선형유도전동기 방식에 비해 계자와 전기자 사이에 전력의 교환이 없기 때문에 공극을 크게 할 수 있고, 단부효과(ending effect)가 없어 효율이 좋으며, 추진력이 매우 커서 고속용 자기부상열차에 적합하여 주로 이용된다. Among them, the linear synchronous motor method has a large air gap because there is no exchange of power between the field and the armature, compared to the linear induction motor method, the air gap can be increased. It is mainly used for floating trains.

그런데, 이러한 종래의 자기부상열차는 주행 중 대기의 공기저항에 의해 속도가 반감될 수 있으며, 공기와의 마찰로 인해 큰 소음이 발생하여 주행 설로 주변에 대해 소음 및 진동 공해를 일으키는 문제가 있다.However, such a conventional magnetic levitation train may be halved in speed by the air resistance of the atmosphere while driving, and a large noise occurs due to friction with the air, causing noise and vibration pollution to the surroundings of the traveling snow road.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 공기저항을 줄여 주행 속도를 증대시키며, 공기마찰로 인한 소음 및 진동 공해를 방지할 수 있는 튜브식 자기부상열차를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a tubular magnetic levitation train that can reduce the air resistance to increase the running speed, and can prevent the noise and vibration pollution caused by air friction.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 튜브식 자기부상열차는 내부를 저압 상태로 유지시키도록 외부와 격리되는 튜브; 상기 튜브의 내부에 주행가능하게 배치되며 내부 객실을 형성시키는 차량; 상기 튜브의 내주면에 구비되는 고정자와, 상기 고정자에 대응되는 상기 차량의 저부에 구비되는 회전자를 구비하여 상기 튜브의 길이방향으로 추진력을 발생시키는 선형동기전동기; 및 상기 차량을 자기력으로 상시 부상시키되 상기 차량을 상기 튜브 내의 동심축 상에 배치시키는 부상안내수단;을 포함하여 구성된다.Tube-type magnetic levitation train according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a tube isolated from the outside to maintain the inside in a low pressure state; A vehicle movably disposed inside the tube and forming an interior cabin; A linear synchronous motor having a stator provided on an inner circumferential surface of the tube and a rotor provided on a bottom of the vehicle corresponding to the stator to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the tube; And injury guide means for causing the vehicle to always be injured by magnetic force and to place the vehicle on a concentric shaft in the tube.

여기서, 상기 차량은, 상기 튜브와 대응되게 환형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the vehicle, characterized in that formed in an annular shape corresponding to the tube.

또한, 본 발명은, 상기 튜브의 내주면 상부와 이에 대응되는 차량의 외주면에 설치되어 상기 차량에 유도전력 방식으로 전력을 공급시키는 급전장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises a power feeding device which is installed on the upper inner peripheral surface of the tube and the outer peripheral surface of the vehicle corresponding thereto to supply electric power to the vehicle in an inductive power manner.

또한, 상기 부상안내수단은, 상기 튜브의 내주면 상부 좌,우측에 설치되는 자성체와, 상기 자성체와 대응되는 차량의 외주면 상부 좌, 우측에 설치되어 상기 자성체와 인력 작용 가능하게 구비되는 전자석과, 상기 전자석에 전류를 인가 또는 차단하여 상기 차량의 부상 정도를 제어하도록 구비되는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the floating guide means, the magnetic body is installed on the upper left, right side of the inner circumferential surface of the tube, the electromagnet is provided on the upper left, right of the outer circumferential surface of the vehicle corresponding to the magnetic body is provided to enable the magnetic body and the attraction force, and the It is characterized in that it comprises a control unit provided to control the degree of injury of the vehicle by applying or blocking the current to the electromagnet.

또한, 상기 부상안내수단은, 상기 전자석과 이에 대응되는 상기 자성체의 간격을 감지하여 상기 차량의 부상 정도를 상기 제어부에 데이터화하여 제공하도록 구비되는 감지센서를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the levitation guide means, characterized in that it further comprises a detection sensor provided to provide the controller to the degree of injuries to the controller by detecting the distance between the electromagnet and the magnetic material corresponding thereto.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 튜브식 자기부상열차에 의하면, 자기부상열차의 주행 중 대기의 공기저항을 최소화시킴으로써 차량의 주행속도를 최상으로 끌어 올릴 수 있으며, 공기마찰을 최소화시킴으로써 소음공해를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the tubular magnetic levitation train according to the present invention, the driving speed of the vehicle can be raised to the best by minimizing the air resistance of the air during the operation of the magnetic levitation train, and the noise friction can be prevented by minimizing the air friction. It can be effective.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브식 자기부상열차에 대해 상세하게 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at in detail with respect to the tube-type magnetic levitation train according to an embodiment of the present invention.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것 은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, these can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations in the range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브식 자기부상열차를 나타내 보인 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a tubular magnetic levitation train according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브식 자기부상열차는 내부를 저압 상태로 유지시키도록 외부와 격리되는 튜브(110)와, 상기 튜브(110)의 내주면과 대응되게 환형으로 형성되어 주행가능하게 배치되며 내부 객실(120a)을 형성시키는 차량(120)과, 상기 튜브(110)의 내주면에 구비되는 고정자(131)와 상기 고정자(131)에 대응되는 상기 차량(120)의 저부에 구비되는 회전자(132)를 구비하여 상기 튜브(110)의 길이방향으로 추진력을 발생시키는 선형동기전동기(130)와, 상기 차량(120)을 자기력으로 상시 부상(浮上)시키되 상기 차량(120)을 상기 튜브(110) 내의 동심축 상에 배치시키는 부상안내수단(140)과, 및 상기 튜브(110)의 내주면 상부와 이에 대응되는 차량(120)의 외주면에 설치되어 상기 차량(120)에 유도전력 방식으로 전력을 공급시키는 급전장치(150)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the tubular magnetic levitation train according to an embodiment of the present invention is an annular tube corresponding to the inner peripheral surface of the tube 110 and the tube 110, which is isolated from the outside to maintain the inside at a low pressure state The vehicle 120, which is formed to be movable and forms an interior cabin 120a, includes a stator 131 provided on an inner circumferential surface of the tube 110, and the vehicle 120 corresponding to the stator 131. A linear synchronous motor 130 having a rotor 132 provided at a bottom thereof to generate a propulsive force in the longitudinal direction of the tube 110 and the vehicle 120 are always injured by magnetic force, but the vehicle ( Floating guide means 140 for placing the 120 on the concentric shaft in the tube 110, and the inner peripheral surface of the tube 110 and the outer peripheral surface of the vehicle 120 corresponding to the vehicle 120 is installed Feeding field that supplies power to induction power system Tooth 150 is configured.

상기한 튜브(110)의 일측에는 그 내부를 외부 대기와 기압차를 낮게 형성시키도록 별도의 기압강하장치(미도시)가 구비된다.One side of the tube 110 is provided with a separate pressure drop device (not shown) to form a lower pressure difference between the outside atmosphere and the outside.

또한, 상기 차량(120)의 내부 객실(120a) 바닥에는 다수의 착석용 의자(도면번호 생략)가 구비되며, 또 그 바닥 하측으로는 차량의 운행 및 보조적인 용도의 차상장치(121)들이 구비됨은 물론이다.In addition, a plurality of chairs for seating (not shown) are provided on the floor of the interior cabin 120a of the vehicle 120, and below the floor, vehicle devices 121 for driving and assisting the vehicle are provided. Of course.

아울러, 상기한 선형동기전동기(130)의 상세한 구조 및 작동원리에 대해서는 이미 공지된 기술로 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the detailed structure and operation principle of the linear synchronous motor 130 described above will be omitted in order to clarify the gist of the present invention by known techniques.

한편, 상기 부상안내수단(140)은 상기 튜브(110)의 내주면 상부 좌,우측에 설치되는 자성체(141)와, 상기 자성체(141)와 대응되는 차량(120)의 외주면 상부 좌, 우측에 설치되어 상기 자성체(141)와 인력이 작용 가능하게 구비되는 전자석(142)과, 상기 전자석(142)에 전류를 인가 또는 차단하여 상기 차량(120)의 부상 정도를 제어하도록 구비되는 제어부(143), 및 상기 전자석(142) 상에 설치되어 상기 전자석(142)과 이에 대응되는 상기 자성체(141)의 간격을 감지하여 상기 차량(120)의 부상 정도를 상기 제어부(143)에 데이터화하여 제공하도록 구비되는 감지센서(144)를 구비하여 이루어진다.On the other hand, the levitation guide means 140 is installed on the upper left and right of the inner peripheral surface of the tube 110, the magnetic body 141 and the upper left and right of the outer peripheral surface of the vehicle 120 corresponding to the magnetic body 141 Electromagnet 142 provided with the magnetic body 141 and an attractive force, and a controller 143 provided to control the degree of injury of the vehicle 120 by applying or blocking a current to the electromagnet 142; And installed on the electromagnet 142 so as to detect an interval between the electromagnet 142 and the magnetic body 141 corresponding thereto and to provide the controller 120 with data of the degree of injury of the vehicle 120. It is provided with a sensor 144.

여기서, 상기 자성체(141)와 전자석(142)의 양 끝단에는 돌출부가 각각 구비되는데, 상기 전자석(142)에 전류가 인가될 시 이 돌출부들의 상호간에 전자기력이 형성되어 상기 자성체(141)와 전자석(142) 간에 인력이 작용하게 된다.Here, protrusions are provided at both ends of the magnetic body 141 and the electromagnet 142. When a current is applied to the electromagnet 142, electromagnetic forces are formed between the protrusions so that the magnetic body 141 and the electromagnet ( 142) the attraction force.

또한, 상기 자성체(141)와 전자석(142)은 본 실시예에서 상기 튜브(110)의 내주면 상부 좌,우측에 한 쌍이 구비되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 단일개씩 혹은 세개 이상씩 구비될 수 있음은 물론이다.In addition, the magnetic material 141 and the electromagnet 142 has been described as being provided with a pair on the upper left, right side of the inner circumferential surface of the tube 110 in the present embodiment, but is not limited to this, one or three or more will be provided Of course it can.

이상에서 미설명된 도면부호인 "B"는 차량(120)의 외주면 하부 양측에 구비되어 비상시 또는 응급 구난시 저속에서의 차량(120) 지지를 위한 보조바퀴이며, "160"은 상기 선형동기전동기(130)를 구동제어하도록 상기 튜브(110)의 길이방향 위치를 교신하는 통신장치이다. Reference numeral "B", which is not described above, is provided on both sides of the lower outer circumferential surface of the vehicle 120 and is an auxiliary wheel for supporting the vehicle 120 at low speed in an emergency or emergency rescue, and "160" is the linear synchronous motor. Communication device for communicating the longitudinal position of the tube 110 to drive control 130.

상술한 바와 같은 본 발명의 튜브식 자기부상열차에 따르면, 차량 주행 또는 정지시 부상안내수단(140)의 제어부(143)의 제어명령에 의해 상기 자성체(141)와 전자석(142) 간에 인력이 적절히 제어됨으로써 차량(120)의 상시 부상이 가능하게 된다.According to the tubular magnetic levitation train of the present invention as described above, the manpower is properly controlled between the magnetic material 141 and the electromagnet 142 by the control command of the control unit 143 of the injury guide means 140 when the vehicle is driven or stopped. As a result, a constant injury of the vehicle 120 is possible.

즉, 제어부(143)는 감지센서(144)들의 기 설정된 간격을 상시 동일하게 유지시키도록 전자석(142)에 대한 전류를 인가와 차단으로 교번시켜 차량(120)의 부상 정도를 제어시킴과 동시에, 좌, 우측 전자석(142)에 인가되는 전류도 각각 차등 제어함으로써 상기 차량(120)을 상기 튜브(110) 내의 동심축 상으로 안내 배치시키는 것이 가능해진다.That is, the controller 143 controls the degree of injury of the vehicle 120 by alternately applying and blocking the current to the electromagnet 142 so as to maintain the same predetermined intervals of the sensor 144 at all times. Differential control of the currents applied to the left and right electromagnets 142 also enables the vehicle 120 to be guided on the concentric shaft in the tube 110.

따라서, 본 발명은 자기부상열차의 주행 중 대기의 공기저항을 최소화시킴으로써 차량의 주행속도를 최상으로 끌어 올릴 수 있으며, 공기마찰을 최소화시킴으로써 소음 및 진동 공해를 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can raise the running speed of the vehicle to the best by minimizing the air resistance of the air during driving of the magnetic levitation train, it is possible to prevent noise and vibration pollution by minimizing the air friction.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and it should be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention relates, Of course, various modifications and variations can be made within the equivalent range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브식 자기부상열차를 나타내 보인 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a tubular magnetic levitation train according to an embodiment of the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

110: 튜브 120: 차량110: tube 120: vehicle

130: 선형동기전동기 131: 고정자130: linear synchronous motor 131: stator

132: 회전자 140: 부상안내수단132: rotor 140: injury guidance means

141: 자성체 142: 전자석141: magnetic material 142: electromagnet

143: 제어부 144: 감지센서143: control unit 144: detection sensor

150: 급전장치 160: 통신장치150: power supply device 160: communication device

Claims (5)

내부를 저압 상태로 유지시키도록 외부와 격리되는 튜브;A tube isolated from the outside to maintain the interior at a low pressure; 상기 튜브의 내부에 주행가능하게 배치되며 내부 객실을 형성시키는 차량;A vehicle movably disposed inside the tube and forming an interior cabin; 상기 튜브의 내주면에 구비되는 고정자와, 상기 고정자에 대응되는 상기 차량의 저부에 구비되는 회전자를 구비하여 상기 튜브의 길이방향으로 추진력을 발생시키는 선형동기전동기; 및 A linear synchronous motor having a stator provided on an inner circumferential surface of the tube and a rotor provided on a bottom of the vehicle corresponding to the stator to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the tube; And 상기 튜브의 상부와 상기 차량 사이에 배치되어 인력으로서 상기 차량을 부상시키되 상기 튜브 내의 동심축 상에 상기 차량을 배치시키는 부상안내수단;Floating guide means disposed between an upper portion of the tube and the vehicle to injure the vehicle as a manpower, but disposing the vehicle on a concentric shaft in the tube; 을 포함하는 튜브식 자기부상열차.Tubular magnetic levitation train comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 차량은,The method of claim 1, wherein the vehicle, 상기 튜브와 대응되게 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브식 자기부상열차.Tubular magnetic levitation train, characterized in that formed in an annular correspondence with the tube. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 튜브의 내주면 상부와 이에 대응되는 차량의 외주면에 설치되어 상기 차량에 유도전력 방식으로 전력을 공급시키는 급전장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브식 자기부상열차.Tubular magnetic levitation train further comprises a feeding device installed on the inner circumferential surface of the tube and the outer circumferential surface of the vehicle corresponding thereto to supply electric power to the vehicle in an inductive power manner. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 부상안내수단은,The method of claim 2 or 3, wherein the injury guide means, 상기 튜브의 내주면 상부 좌,우측에 설치되는 자성체와, 상기 자성체와 대응되는 차량의 외주면 상부 좌, 우측에 설치되어 상기 자성체와 인력 작용 가능하게 구비되는 전자석과, 상기 전자석에 전류를 인가 또는 차단하여 상기 차량의 부상 정도를 제어하도록 구비되는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브식 자기부상열차.Magnetic materials installed on the upper left and right of the inner circumferential surface of the tube, electromagnets provided on the upper left and right of the outer circumferential surface of the vehicle corresponding to the magnetic body and provided to enable attraction of the magnetic body, and applying or blocking a current to the electromagnet Tubular magnetic levitation train comprising a control unit provided to control the degree of injury of the vehicle. 제 4항에 있어서, 상기 부상안내수단은,The method of claim 4, wherein the injury guide means, 상기 전자석과 이에 대응되는 상기 자성체의 간격을 감지하여 상기 차량의 부상 정도를 상기 제어부에 데이터화하여 제공하도록 구비되는 감지센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브식 자기부상열차.And a sensing sensor provided to detect an interval between the electromagnet and the magnetic material corresponding thereto and to provide the controller with the degree of injury of the vehicle as data.
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