[發明專利]一種用于真空管道磁懸浮列車的EDS支承系統

有效

• 申請號: 201810060678.7
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108382266B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 胡業發;冉少林;關炎培;吳華春;王曉光;劉兆冰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04;B61B13/08;B61B13/10
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 胡琳萍

本發明公開了一種用于真空管道磁懸浮列車的EDS支承系統，其特征在于：在圓形的真空管道中設置橫截面為圓形的列車；列車的下半部兩側均設置雙邊直線型永磁Halbach陣列和感應板；感應板設置在所述雙邊直線型永磁Halbach陣列的間隙之間。本發明提出的支承系統簡單易行，同時消除機械摩擦與空氣阻力，可以實現列車的超高速運行，且成本較低。此外，與單邊永磁Halbach陣列相比，雙邊永磁Halbach陣列的懸浮剛度更高，浮阻比大大提高。

技術領域

本發明涉及電動懸浮領域，特別涉及一種用于真空管道磁懸浮列車的EDS支承機構。

背景技術

磁懸浮列車具有高速、安全、振動小、噪聲低等優點，但受制于地表稠密的大氣層，其速度難以進一步提高。真空管道磁懸浮列車同時消除機械摩擦和空氣阻力，有望成為下一代交通工具。

目前磁懸浮列車的懸浮支承方式主要有電磁吸力懸浮EMS和電動斥力懸浮EDS兩種。其中EMS是利用磁鐵與磁性材料的吸力作為懸浮力，需要主動控制才能保持穩定，系統較復雜。EDS是利用永磁體或超導體作為磁源，通過相對運動在導體中感生電流，電流與源磁場相互作用實現懸浮。這種方式具有自穩定、結構簡單等優點，尤其是永磁電動懸浮，不會像超導體具有失超的危險，經濟節能，更加穩定可靠。

Halbach陣列是一種特殊的磁體陣列，可使一側磁場加強，而另一側磁場幾乎為零。將Halbach陣列作為磁懸浮列車支承的磁場源，既可在感應軌處獲得較大的懸浮力，又不會影響車內乘客和儀器。

常見的永磁電動懸浮均為單邊懸浮，即永磁體位于導體的一側。該方式只能產生單側斥力，且隨氣隙增大呈指數衰減，因此其懸浮剛度較低，不能有效抑制列車振動。雙邊懸浮在導體兩側都布置有永磁體，具有結構對稱性，懸浮剛度較大，對列車的振動抑制效果更好。

相比連續型感應軌，離散型感應軌的成本更高，制造、安裝、維護等更復雜，且平穩性較差，不適用于長途交通運輸。

發明內容

本發明的技術問題在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種用于真空管道磁懸浮列車的EDS支承系統，以在沒有控制系統的情況下實現列車的自穩定懸浮，且懸浮剛度更高，阻力和能耗較低。

本發明通過以下技術方案來解決上述技術問題：

一種用于真空管道磁懸浮列車的EDS支承系統，其特征在于：在圓形的真空管道中設置橫截面為圓形的列車；列車的外部左右兩側均設置雙邊直線型永磁Halbach陣列和感應板；感應板懸空設置在雙邊直線型永磁Halbach陣列的間隙中。

進一步的，所述雙邊直線型永磁Halbach陣列包括位于感應板之上的上部直線型永磁Halbach陣列和位于感應板之下的下部直線型永磁Halbach陣列，上部直線型永磁Halbach陣列與下部直線型永磁Halbach陣列通過剛性連接件連接，平行對稱布置在感應板的上下兩側。

進一步的，上部直線型永磁Halbach陣列與下部直線型永磁Halbach陣列包含相同波長數的永磁體Halbach陣列，且波長數至少為1，上部直線型永磁Halbach陣列與下部直線型永磁Halbach陣列所包含的永磁體模塊尺寸相同，充磁方向關于感應板軸對稱。

進一步的，列車車體左右兩側對稱安裝一個所述雙邊直線型永磁Halbach陣列，雙邊直線型永磁Halbach陣列與水平面成一夾角；所述感應板對稱安裝固定在列車下方的軌道兩側，且與所述雙邊直線型永磁Halbach陣列平行間隔設置。

進一步的，在上部直線型永磁Halbach陣列與感應板上表面之間設置有上限位機構，上限位機構固定在軌道上；在下部直線型永磁Halbach陣列與感應板下表面之間設置有下限位機構，下限位機構固定在軌道上。

進一步的，在列車的外部左右兩側上方或下方至少一方設置雙邊直線型永磁Halbach陣列和感應板。