技术领域
[0001] 本发明涉及公路交通和轨道交通技术领域,具体涉及高温或低温超导磁悬浮永磁轨道和超导磁悬浮车辆,尤其是用于节能公路交通和轨道交通以及真空管道超高速列车及轨道系统。
相关背景技术
[0002] 高温超导悬浮具有自稳定悬浮的特性,简化了悬浮控制系统,运行非常节能,但是永磁轨道由多个高性能方块永磁铁组合而成,由于永磁场的排斥作用,内应力大组装连接非常困难。
[0003] 永磁轨道上多个方块永磁铁的表面磁场不均匀,超导材料在永磁轨道上悬浮运动过程中由于永磁场的不均匀,会对超导材料造成高低起伏的波动磁场会引起超导材料的电流波动损耗,也会影响运行的稳定性。
具体实施方式
[0034] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
[0035] 如图1所示,永磁轨道1由U型永磁体2、内部的铁芯3组成。永磁体2截面为U形,边角为棱角。铁芯3为导磁材料的长条形铁条,截面为矩形。铁芯3镶嵌入U形永磁体2的凹槽内,U形永磁体2的长度有限,多个U形永磁体2沿直线或曲线依次紧密排列成更长的永磁轨道,多个长铁芯3镶嵌入U形永磁体2的凹槽内,左右两列U形永磁体2和内部的铁芯3构成双列永磁轨道1。
[0036] 如图2所示,左右两列U形永磁体2靠在一起,U形开口朝上,矩形铁芯3镶嵌入U形永磁体2的矩形凹槽内。左侧的U形永磁体2的磁极为径向充磁,磁极的方向为由内部指向外部,内部的矩形铁芯3为S极,铁芯3将U形永磁体2的径向磁场集中汇集到铁芯处,从顶部流出,顶部磁场磁力线更加集中形成强磁场。右侧U形永磁体2的磁极也为径向充磁,磁极的方向为由外部指向内部,内部的矩形铁芯3为N极,铁芯3将U形永磁体2的径向磁场集中汇集到铁芯处,从顶部流出,顶部磁场磁力线更加集中形成强磁场。
[0037] 如图3和图4所示,前述的双列U形永磁体2的底部中央磁场存在外溢的磁力线。为改善这个状况,在双列U形永磁体2的底部设置导磁性材料的U型轨座5,U型轨座5中心为U形凹槽4,U形凹槽4的形状与前述的双列U形永磁体2的外廓形状吻合。U型轨座5包绕在双列U形永磁体2的两侧和底部,U型轨座5在底部将外溢的磁力线汇集回来,返回到永磁体,构成封闭的磁回路,使外部很少有磁力线溢出,使铁芯3顶部的磁场更强。
[0038] U型轨座5和双列U形永磁体2的外部设置防护盖板6 ,防护盖板6为非导磁材料,如不锈钢、铝、工程塑料、电木、树脂或碳纤维。防护盖板6可以防护永磁轨道1的U形永磁体2免受损伤或锈蚀。防护盖板6可以与U型轨座5粘接在一起或由紧固件连接,或其他方式固定连接。
[0039] 左右两侧的U形永磁体2的相邻磁极的极性相反,因此左右两侧的U形永磁体2会吸在一起,不会产生排斥力,矩形铁芯3和U形永磁体2也会吸在一起而不会排斥,因而这种永磁轨道很容易安装。
[0040] 当然永磁体2的磁极方向也可以与图示的方向相反。
[0041] U型轨座5的底部可以与T型钢连为一体,成为杯型钢或工字钢,此时工字钢的轨头5的顶部为U形凹槽4,U形凹槽4的形状与前述的双列U形永磁体2的外廓形状吻合。U型轨座5包绕在双列U形永磁体2的两侧和底部,永磁轨道1底部由工字钢的轨腰7和轨底8支撑,外部由防护盖板6防护,整体形状为工字型永磁轨道。
[0042] 如图5所示,前述的双列U形永磁体2的也可以为单列,U形永磁体2的磁极为径向充磁,磁极的方向为由内部指向外部,内部的矩形铁芯3为S极,U形永磁体2外部由U型轨座5包绕,U型轨座5为N极,U型轨座5底部为T型钢或工字钢,外部由防护盖板6防护。
[0043] 铁芯3可以由多层较薄的钢带叠加成一定厚度的多层铁芯3,钢带表面涂装绝缘漆,保持相互绝缘。铁芯材料可以选择硅钢材料,可以减弱涡流损失,减小电磁阻力。
[0044] 如图6所示,前述的单列U形永磁体2的形状为半圆形,内部嵌入的铁芯3也为半圆形,U形永磁体2的磁极为径向充磁,磁极的方向为由外部指向内部,内部的矩形铁芯3为N极,外部由导磁材料的U型轨座5包绕,U型轨座5为S极,半圆形永磁体2外部由U型轨座5包绕,底部为T型钢或工字钢,外部由防护盖板6防护。
[0045] 如图7所示,前述的单列U形永磁体2可以横向排列成三列,构成三极永磁轨道。
[0046] 永磁轨道1由3列U形永磁体2、3条铁芯3组成。U形永磁体2的磁极为径向充磁,相邻的U形永磁体2的磁极方向相反,例如一列磁极的方向为由内部指向外部,相邻的U形永磁体2的磁极的方向为由外部指向内部。铁芯3将U形永磁体2的径向磁场集中汇集到铁芯处,形成更强的磁场。相邻的矩形铁芯3的对外磁极相反。
[0047] U形永磁体2的底部为设置U型轨座5,U型轨座5中心为U形凹槽4,U形凹槽4的形状与前述的三列U形永磁体2的外廓形状吻合,U型轨座5包绕在双列U形永磁体2的两侧和底部。U型轨座5的底部左右两侧伸出连接板10,便于固定连接。U型轨座5和侧面的连接板10构成碗型的永磁轨座9。
[0048] 前述的单列U形永磁体2可以横向排列成三列以上主磁极,构成多磁极永磁轨道。
[0049] 前述的单磁极永磁轨道可以横向排列成三列以上,构成多磁极永磁轨道。
[0050] 三极永磁轨道或多磁极永磁轨道由于磁极的增多,可以与轨道上的超导材料产生更大的悬浮力。
[0051] 永磁轨道1可以根据实际需要与多种截面形状的型钢组合,成为多种用途的永磁轨道。
[0052] 例如:前述的永磁轨座9底部固定连接倒T型钢轨,成为杯型钢,构成工字型永磁钢轨。
[0053] 永磁轨座9底部设置工字钢,工字钢的截面为顶部为轨头6,轨头6底部为腰板7,腰板7底部为轨底8,成为工字型永磁轨座9。
[0054] 永磁轨座9的底部还可以固定连接几形钢、L形钢;永磁轨座9的底部侧面焊接固定支架。
[0055] 前述的永磁轨道连接的永磁轨座形状不胜枚举,不再穷举。
[0056] 所述永磁轨道1顶部的防护盖板截面为倒U形、几型、槽型、C型钢等。
[0057] 前述的防护盖板截面形状不胜枚举,不再穷举。
[0058] 前述的永磁体不单单限制指铁氧体永磁体,在某些应用环境下也包括合金永磁体,例如包括钕铁硼永磁体在内的稀土永磁体、钐钴永磁体、铝镍钴永磁体、铜镍铁永磁体、铁钴钼永磁体、铁钴钒永磁体、锰铋永磁体,也包括新型低成本或高性能永磁体。
[0059] 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。