[發(fā)明專利]電磁列車

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610021150.X
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105691233A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡彬;褚曉廣;閆紹敏;王茂友
• 申請（專利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué);褚曉廣
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種列車，特別是一種電磁列車。

背景技術(shù)

電磁懸浮列車具有無摩擦的優(yōu)點，已在上海得到商業(yè)應(yīng)用。但磁懸浮列車運(yùn)行時其定轉(zhuǎn)子之間的懸浮間隙一般要保持在8-10mm，停車時的氣隙更大，約為15~20mm，要保持這樣的懸浮氣隙，懸浮磁鐵（轉(zhuǎn)子）的勵磁電流勢必要大，造成懸浮磁鐵耗電量大，自重大，導(dǎo)致車輛的有效載荷低。更為重要的是，磁懸浮系統(tǒng)是一個強(qiáng)耦合、本質(zhì)非線性、開環(huán)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，在列車起浮、降落、直行等懸浮過程中需要?dú)庀秱鞲衅鲗崟r監(jiān)測氣隙的大小，其控制復(fù)雜、不易實現(xiàn)，因而限制著磁懸浮列車的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種功耗小、自重輕、成本低、控制簡單易行、運(yùn)行效果與磁懸浮列車相當(dāng)?shù)碾姶帕熊嚒?

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明電磁列車，包括：線路軌道，所述線路軌道兩側(cè)沿行駛方向安裝有多個長定子；驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)含有所述長定子；車輛，所述車輛含有車輛支撐架、車廂；導(dǎo)向系統(tǒng)，所述導(dǎo)向系統(tǒng)含有導(dǎo)向磁鐵、導(dǎo)向軌道、導(dǎo)向氣隙傳感器、導(dǎo)向控制器；以及電磁支撐系統(tǒng)，其特征在于：所述電磁支撐系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子控制器、車輛載荷傳感器，所述轉(zhuǎn)子位于所述長定子下方，所述轉(zhuǎn)子與所述長定子之間具有小氣隙，氣隙的取值范圍為2mm-6mm；所述車輛通過其底部的支撐滑撬與所述線路軌道接觸，列車在整個行駛過程中，均與所述線路軌道接觸。

所述轉(zhuǎn)子控制器根據(jù)所述車輛載荷傳感器測得的車輛載荷，實時調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子的勵磁電流，使得勵磁電流產(chǎn)生的電磁吸力等于所述車輛載荷。

所述電磁支撐系統(tǒng)安裝在所述車輛支撐架上。

本發(fā)明電磁列車與磁懸浮列車的主要區(qū)別在于：1）車輛與線路軌道固定接觸，沒有懸浮，因而可省去懸浮氣隙傳感器，也無需起浮、降落、懸浮控制，使得控制簡單、運(yùn)行穩(wěn)定；2）定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙為2-6mm，顯著小于磁懸浮列車定轉(zhuǎn)子之間的懸浮氣隙（8-10mm），其帶來的有益效果是：如果產(chǎn)生同樣的電磁吸力f（即同樣的車輛載荷），本發(fā)明電磁列車所需的轉(zhuǎn)子勵磁電流I可以成倍縮小，而根據(jù)功率P=I²R（其中R為轉(zhuǎn)子勵磁線圈的電阻），則功耗將成平方倍減小，同時自重減輕；3）新增車輛載荷傳感器，通過它實時測量車輛載荷，只要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的勵磁電流I，使其產(chǎn)生的電磁吸力f等于車輛載荷，也就是說電磁吸力抵消了車輛載荷重力，則車輛作用于軌道上的作用力為零，因而摩擦力亦為零，這樣雖然是固定接觸，但仍可達(dá)到與磁懸浮列車同樣的無摩擦效果；進(jìn)一步地，在遇到緊急情況時，通過降低轉(zhuǎn)子的勵磁電流I，使得電磁吸力f變小，即可增加摩擦力，達(dá)到輔助迅速制動停車的目的。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：1）無需懸浮氣隙傳感器，沒有起浮、降落、懸浮控制，控制簡單、運(yùn)行穩(wěn)定；2）由于定轉(zhuǎn)子之間的氣隙顯著縮小，使得列車自重輕、成本低、有效載荷大、功耗大大降低；3）雖然是固定接觸，但仍可達(dá)到與磁懸浮列車同樣的無摩擦效果；4）在遇到緊急情況時，通過降低轉(zhuǎn)子的勵磁電流，使得電磁吸力變小，即可增加列車與軌道之間的摩擦力，達(dá)到迅速制動停車的目的。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明電磁列車的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為本發(fā)明電磁支撐系統(tǒng)的力學(xué)分析示意圖。

圖中標(biāo)號：1-軌道，1a-定子面，1b-側(cè)面導(dǎo)向軌面，1c-滑行軌面，2-鋼筋混凝土支墩基礎(chǔ)，3-長定子，4-轉(zhuǎn)子，4a-轉(zhuǎn)子勵磁線圈，4b-轉(zhuǎn)子鐵心，5-車輛載荷傳感器，6-車輛支撐架，6a-橫梁，6b-縱梁，7-支撐滑撬，8-車輛，9-導(dǎo)向磁鐵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如附圖1所示，本發(fā)明電磁列車的線路軌道包括軌道1、鋼筋混凝土支墩基礎(chǔ)2，其作用是引導(dǎo)列車前進(jìn)方向，同時承受列車載荷并將之傳至地基。軌道1為線路的上部結(jié)構(gòu)，包括定子面1a（用于懸浮）、側(cè)面導(dǎo)向軌面1b（用于控制列車方向）、滑行軌面1c（用于支承列車）及其固定附件；鋼筋混凝土支墩基礎(chǔ)2為線路的下部結(jié)構(gòu)。