[發明專利]一種應用于磁懸浮列車的超導直線電機

在審

• 申請號: 201911036944.3
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110808678A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 呂剛;周桐;閆少強
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02K55/02
• 分類號: H02K55/02;H02K41/03;H02K3/04;H02K3/28;B60L13/10
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 鄒芳德

本發明提供了一種應用于磁懸浮列車的超導直線電機，屬于磁懸浮列車技術領域。包括均勻安裝在軌道兩側的多個超導集成單元，以及均勻安裝在列車兩側的與超導集成單元對應的多個超導線圈；超導集成單元包括依次并列的第一8字型線圈、第二8字型線圈和第三8字型線圈，分別與三相電源的U、V、W相連接；相鄰的第一8字型線圈依次串聯，相鄰的第二8字型線圈依次串聯，相鄰的第三8字型線圈依次串聯。本發明實現了集牽引、懸浮和側向導向功能一體化，使磁懸浮列車的磁浮結構更加簡單，減小了列車的重量，降低了設備安裝的困難度，提高了運行可靠性；避免了端部效應的產生，提高了電機的牽引力和效率，降低了牽引力波動，提高了運行質量和運行效率。

技術領域

本發明涉及磁懸浮列車技術領域，具體涉及一種可為高速磁懸浮列車運行提供推力、懸浮力和側向力，實現牽引、懸浮和側向導向功能一體化的應用于磁懸浮列車的超導直線電機。

背景技術

在軌道交通領域，非接觸式的磁懸浮交通由于其噪音低、無磨耗、安全性高，并且符合綠色出行的發展要求，成為現代軌道交通發展的重要方向。對于磁浮列車，牽引、懸浮和導向是其需要關注的重要環節。

在現有的高速磁浮系統中，列車是用直線同步電機驅動的：即通過安裝在地面軌道的初級線圈和安裝在磁浮列車上的次級來實現的。而懸浮和導向則是通過懸浮電磁鐵或者其他線圈等裝置實現的。因此，目前磁浮列車上產生所需的牽引力、懸浮力和實現自動導向的裝置一般有兩個或多個，這樣就會使得磁浮結構比較復雜，同時會造成列車的重量增加、設備安裝的困難度提高并降低列車的可靠性。另外，短初級的直線電機由于鐵芯開端，在高速運行時有明顯的端部效應，會大大降低電機的牽引力和效率；對于有鐵芯的直線同步電機，由于齒槽的存在導致齒槽力的產生，從而影響牽引力波動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種集牽引、懸浮和側向導向功能一體化的應用于磁懸浮列車的超導直線電機，以解決上述背景技術中存在的至少一項技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

本發明提供的一種應用于磁懸浮列車的超導直線電機，包括沿軌道方向依次均勻安裝在軌道兩側的多個超導集成單元，以及沿軌道方向均勻安裝在列車兩側的與所述多個超導集成單元對應的多個超導線圈；

所述超導集成單元包括依次并列的三個“8”字型線圈，分別為第一“8”字型線圈、第二“8”字型線圈和第三“8”字型線圈，每一個“8”字型線圈分別與三相電源的U、V、W相連接；

相鄰的第一“8”字型線圈依次串聯，相鄰的第二“8”字型線圈依次串聯，相鄰的第三“8”字型線圈依次串聯。

優選的，所述“8”字型線圈包括相互對稱的上半線圈和下半線圈，所述上半線圈的電流流出端與所述下半線圈的電流流入端連接，所述上半線圈的電流流動方向與所述下半線圈的電流流動方向相反。

優選的，所述第一“8”字型線圈與三相電源的U相連接，所述第二“8”字型線圈與三相電源的W相連接，所述第三“8”字型線圈與所述三相電源的V相連接。

優選的，若載有帶電超導線圈的列車發生向下偏移時，超導線圈通過軌道兩側的“8”字型線圈時，“8”字型線圈內部產生感應渦流，并且下半線圈的感應電動勢大于上半線圈的感應電動勢，下半線圈產生的磁場與超導線圈產生的磁場方向相反。

優選的，若載有帶電超導線圈的列車發生橫向偏移時，超導線圈通過軌道兩側的“8”字型線圈時，軌道兩側相對的兩個上半線圈之間的連線形成第一閉合回路，道兩側相對的兩個上半線圈之間的連線形成第二閉合回路，第一閉合回路和第二閉合回路為超導線圈提供橫向導向力。