專利名稱：雙向電磁鐵控制永磁懸浮及導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種磁懸浮裝置，是一種用于磁懸浮車的永磁常導(dǎo)電磁混合懸浮裝置。
現(xiàn)階段各國研究較多的磁懸浮車主要有超導(dǎo)斥力懸浮和常導(dǎo)吸力懸浮方式。永磁懸浮的好處是不需要不斷地供給電能。因此受到重視。但不穩(wěn)定是一個(gè)難于解決的問題。德國在1973年曾修建16公里永磁軌道用于永磁懸浮車的研究。因方案不好，已無繼續(xù)研究價(jià)值，現(xiàn)已拆除。國際上每兩年舉行一次磁懸浮會(huì)議。交流磁懸浮研究進(jìn)展。在1993年及1995年的會(huì)上還有永磁研究方面的文章，多數(shù)已轉(zhuǎn)向?qū)⒂来排c電磁結(jié)合起來的研究，但對(duì)于所用的稀土永磁材料電阻很小影響認(rèn)識(shí)不足，將稀土永磁體與電磁鐵磁路硅鋼片鐵芯串聯(lián)使用，為使懸浮穩(wěn)定在對(duì)電磁鐵電流進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，永磁體產(chǎn)生渦流，降低調(diào)節(jié)速度，并發(fā)熱使永磁體失去磁性。沒有實(shí)用價(jià)值。若永磁體用鐵氧體，雖然電阻很大，不會(huì)產(chǎn)生渦流，但磁能積太小，自重太大，也沒有實(shí)用價(jià)值。
日本采用超導(dǎo)斥力式的懸浮車試驗(yàn)時(shí)速達(dá)500多公里已經(jīng)20多年。德國采用常導(dǎo)吸力式的懸浮車試驗(yàn)時(shí)速達(dá)400多公里已經(jīng)10多年。但都沒有建運(yùn)營線路。不是已經(jīng)成熟了，等待建運(yùn)營線路，而是還在研究。德國TR08號(hào)車不久前剛試制出來開始在試驗(yàn)線上進(jìn)行運(yùn)行研究。無論是日本的超導(dǎo)斥力懸浮車，還是德國的常導(dǎo)吸力懸浮車在原理上都存在運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問題。美國也有人認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，德國TR06號(hào)磁懸浮車在技術(shù)方面的示范性試驗(yàn)作了500次，自己只能說基本上未發(fā)生故障。這是在21km的直線試驗(yàn)線上進(jìn)行的，在實(shí)際運(yùn)營線路上隨機(jī)干擾、線路的不平順要大得多，特別是在彎道上高速運(yùn)行時(shí)，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問題會(huì)更嚴(yán)重。雖然現(xiàn)已研制出TR08號(hào)試驗(yàn)車，但方案上原理性的問題仍未解決。
德國磁懸浮車懸浮，驅(qū)動(dòng)用兩條軌道，由開槽的硅鋼片疊成，槽中繞三相驅(qū)動(dòng)電流繞組，是同步電機(jī)的定子，稱為長定子方案。定子造價(jià)很高維修工作量大。長為25.5m的車體。供電區(qū)段為300～1000m，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)比較電效率很低。另外還有兩條導(dǎo)向軌道和導(dǎo)向電磁電及控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了造價(jià)。
本發(fā)明的目的一是解決運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定問題，二是降低磁浮車線路的造價(jià)和維修費(fèi)用。
要求保護(hù)的發(fā)明的技術(shù)方案用永磁體承擔(dān)車體及滿員時(shí)乘客的重量，用上下電磁鐵及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性。將永磁體及電磁鐵錯(cuò)開布置，使其兼有導(dǎo)向功能。在永磁體上的加阻尼線圖消耗干擾能量，增加穩(wěn)定性。
發(fā)明與
背景技術(shù)：
相比所具有的有益的效果本發(fā)明與德國磁懸浮均屬于常導(dǎo)吸力式磁懸浮車。本發(fā)明用永磁體懸浮車體及乘客的重量，上下電磁鐵僅作為控制穩(wěn)定性用，節(jié)省懸浮電能。若僅用下電磁鐵，永磁體僅能懸浮較小的重量，否則受干擾氣隙變小時(shí)會(huì)被吸合。本發(fā)明軌道由硅鋼片疊成，不繞三相繞組、投資低，易維修。本發(fā)明在永磁體上有阻尼環(huán)，除前進(jìn)方向外，能對(duì)其它各方面的干擾運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼，不需提供電能就能提高運(yùn)行穩(wěn)定性，本發(fā)明將水磁體及電磁鐵垂直于軌道方向錯(cuò)開布置，使懸浮兼有導(dǎo)向的功能，節(jié)省投資。而德國的磁懸浮車導(dǎo)向用兩條導(dǎo)向軌道及導(dǎo)向電磁鐵及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最好方式是將下電磁鐵、永磁體及阻尼環(huán)下傳感器固定在下磁鐵梁上，將上電磁鐵、上傳感器固定在上磁鐵梁上。如附圖
XOZ向視圖所示。上、下磁鐵梁又通過雙向轉(zhuǎn)向節(jié)與懸掛架相連。兩懸掛架又通過擺桿、滾輪、橫梁、二次懸掛彈簧與車體相連。如附圖YOZ視圖所示。硅鋼片疊成的軌道固定在工字形梁上，作為上、下電磁鐵及永磁體的銜鐵。梁支承在橋墩上。上、下支承輪作為停車停電時(shí)的支承。感應(yīng)軌是電磁制動(dòng)器、下支承輪的共用軌。向電磁制動(dòng)器供電時(shí)感應(yīng)軌中感生渦流，產(chǎn)生制動(dòng)力。懸浮功能是這樣來實(shí)現(xiàn)的當(dāng)上電磁鐵梁氣隙變大時(shí)，上傳感器向控制環(huán)節(jié)輸出與氣隙成比例的信號(hào)，控制環(huán)節(jié)向上電磁鐵輸入相應(yīng)的電流，使氣隙變小。當(dāng)下電磁鐵梁氣隙變大時(shí)，下傳感器向控制環(huán)節(jié)輸出與氣隙成比例的電信號(hào)，控制環(huán)節(jié)向下電磁鐵輸入相應(yīng)的電流，使氣隙變小。當(dāng)氣隙Z向或Y向快速波動(dòng)時(shí)，永磁體上的阻尼環(huán)能產(chǎn)生一定的阻尼使運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，而不消耗電能。導(dǎo)向功能是這樣實(shí)現(xiàn)的上電磁鐵，下電磁鐵、永磁體及阻尼環(huán)都設(shè)計(jì)成偶數(shù)，在上、下磁鐵梁上橫向錯(cuò)開布置，這樣除了有沿Z方向的吸力外，還有在Y方向的分力，當(dāng)磁鐵梁與軌道對(duì)中時(shí)，水平分力互相抵消，當(dāng)磁鐵梁與軌道不對(duì)中時(shí)，一邊的水平分力變小，另一邊的水平分力增大，產(chǎn)生恢復(fù)到對(duì)中位置的水平力。水平恢復(fù)力的大小根據(jù)曲線半徑等要求設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.雙向電磁鐵控制永磁懸浮及導(dǎo)向裝置，特別是一種可代替國外現(xiàn)有的超導(dǎo)斥力式懸浮和常導(dǎo)吸力式懸浮的能將車體穩(wěn)定地懸浮起來并進(jìn)行導(dǎo)向的磁懸浮裝置。裝置如附圖所示下電磁鐵、永磁體及阻尼環(huán)、下傳感器固定在下磁鐵梁上；上電磁鐵、上傳感器固定上磁鐵梁上；上、下磁鐵梁又通過雙向轉(zhuǎn)向節(jié)與懸掛架相連。兩懸掛架又通過擺桿、滾輪、橫梁、二次懸掛彈簧與車體相連。硅鋼片疊成的軌道固定在工字形梁上，作為上、下電磁鐵及永磁體的銜鐵。其特征是用永磁體懸浮車體及乘客的重量，因此節(jié)能，永磁體上的阻尼環(huán)對(duì)前進(jìn)方向以外的波動(dòng)產(chǎn)生阻尼，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。上、下電磁鐵、傳感器及控制環(huán)節(jié)使磁懸浮車成為穩(wěn)定的。永磁體及阻尼環(huán)、上、下電磁設(shè)計(jì)成偶數(shù)，沿磁鐵梁縱軸錯(cuò)開布置產(chǎn)生導(dǎo)向力，與常導(dǎo)吸力式懸浮比較，省去了導(dǎo)向軌，導(dǎo)向磁鐵及控制環(huán)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利，所述的磁懸浮及導(dǎo)向裝置，其特征是可用于高速磁懸浮車。
3.根據(jù)權(quán)利，所述的磁懸浮及導(dǎo)向裝置，其特征是可用于城市或市郊的低速磁懸浮車。
4.根據(jù)權(quán)利，所述的磁懸浮及導(dǎo)向裝，其特征是可用于精度要求較高的減振平臺(tái)，如航天飛機(jī)或運(yùn)載火箭精密儀器或設(shè)備的減振平臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利，所述的磁懸浮及導(dǎo)向裝置，其特征是可用于物料的輸運(yùn)。
全文摘要
本發(fā)明屬于磁懸浮車的懸浮和導(dǎo)向裝置,特別是一種可代替國外現(xiàn)有超導(dǎo)斥力式懸浮和常導(dǎo)吸力式懸浮的一種懸浮裝置。主要技術(shù)特征是用永磁體懸浮車體及乘客重量并導(dǎo)向,用雙向電磁鐵及控制環(huán)節(jié)產(chǎn)生穩(wěn)定力。因此節(jié)能。主要用于高低速磁懸浮車。
文檔編號(hào)B60L13/04GK1257022SQ9911747
公開日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1999年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月24日
發(fā)明者劉尚舉 申請(qǐng)人:劉尚舉