[發(fā)明專利]一種永磁磁浮列車過彎導向控制方法及系統

有效

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• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112078376B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 周發(fā)助;楊杰;高濤;黃永吉;龔弘俊
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B60L13/06
• 分類號: B60L13/06
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 趙亞飛

本發(fā)明提供一種永磁磁浮列車過彎導向控制方法及系統。其利用位置傳感器獲取永磁磁浮列車在軌道上所處的位置，從而在彎道位置觸發(fā)導向電磁線圈提供電磁導向吸力F_電磁，利用該電磁導向吸力驅動永磁磁浮列車向彎道內側側偏。由此，本發(fā)明能夠在彎道內利用電磁導向吸力F_電磁以及永磁磁浮列車側偏時所受到的磁軌的側向力F_側平衡永磁磁浮列車轉彎時所受到的離心力F_離，本發(fā)明可通過計算車載磁體與磁軌磁體之間穩(wěn)定轉向所需要的側偏位移量，實時調整導向電磁線圈的電流I，以利用永磁磁浮本身存在的側向力抵消列車過彎時的部分離心力，減少電磁導向的壓力，從而達到降低電磁導向系統設計容量，提升電磁導向系統的冗余度，減少電磁導向成本的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及磁懸浮技術領域，具體而言涉及一種永磁磁浮列車過彎導向控制方法及系統。

背景技術

磁懸浮列車是一種利用磁力相互作用使列車與軌道間無機械接觸的新型節(jié)能軌道交通工具，磁浮列車主要由懸浮、導向、和牽引三個系統組成，具有快速、節(jié)能、安全舒適、地形適應力強等優(yōu)點，磁懸浮列車的出現和發(fā)展極大的豐富了現有的交通系統，為解決城市交通擁堵問題提供一種新思路。

懸掛式永磁磁浮列車不僅集磁懸浮列車的所有優(yōu)點，也有自己獨特的性質，列車結構示意圖如圖1所示，列車利用車載永磁體B與軌道磁體C之間相互排斥力(B1與C1相斥，B2與C2相斥)提供列車的主要懸浮力，車廂利用懸掛系統4與轉向架1連接，懸掛在軌道下方，由鋼梁或者混泥土立柱支撐，懸掛在空中，由電機2提供驅動力，轉向架左右的電磁鐵A1提供電磁導向力。由于懸掛式永磁磁浮列車將地面交通移至空中，可以建在城市的景觀帶上方，在無需擴展城市現有公路設施的基礎上可以有效緩解城市交通擁堵難題，克服了其他軌道交通系統的弊病，并在造價上相對于地鐵、電磁懸浮列車、輕軌等要低，且建造技術相對簡單，在建造和運營方面具有很多突出的特點，適用范圍更廣。永磁磁浮列車利用了永磁體排斥力提供主要懸浮力，相比電磁懸浮型、高溫超導型磁浮列車懸浮功耗大大減小，維護成本低，但是永磁懸浮存在天然的不穩(wěn)定性，且懸浮阻尼較小，給懸浮系統控制和驅動系統控制帶來較大的麻煩。另外，車載磁體與磁軌之間發(fā)生側偏位移時懸浮力呈指數式下降，同時，磁體之間存在較大的側向力，這給永磁磁浮列車導向技術的研究帶來巨大的挑戰(zhàn)，特別是車輛過彎道時情況更是復雜，目前的導向技術常用的有三種，即機械導向、電磁導向、混合磁浮導向。永磁磁浮列車受到較大側向力的作用，目前工程實踐中，永磁磁浮列車導向系統大多采用輪軌接觸的形式。而輪軌接觸的走行方式，實際運行過程中存在輪軌的磨耗較為嚴重，給維護帶來一定的困難，影響系統的使用壽命，進而造成系統運營成本增加。同時，輪軌之間有直接的機械接觸，長期運行，輪軌磨損較大，使軌道不平順惡化，容易產生振動和增大噪音，降低車輛的運行品質，所以無接觸的電磁導向是一種理想的選擇。然而，斥力型永磁磁浮列車存在巨大的側向力，在車輛過彎處的動力學模型更是復雜，這在一定程度上影響了電磁導向在永磁磁浮列車系統的工程應用實踐。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術的不足，提供一種永磁磁浮列車過彎導向控制方法及系統，本發(fā)明利用永磁磁浮本身存在的側向力抵消列車過彎時的部分離心力，能夠減少電磁導向的壓力，降低電磁導向的成本，提升系統的穩(wěn)定性，并實現無接觸穩(wěn)定導向。本發(fā)明具體采用如下技術方案。

一種永磁磁浮列車過彎導向控制方法，在永磁磁浮列車即將進入彎道時，執(zhí)行以下步驟：

第一步，調節(jié)流經導向電磁線圈的電流I的大小，驅使導向電磁線圈產生電磁導向吸力F電磁，利用該電磁導向吸力驅動永磁磁浮列車在進入彎道時向彎道內側側偏，使永磁磁浮列車上的車載磁體相對于軌道上的磁軌磁體向彎道內側側偏；

第二步，計算永磁磁浮列車側偏時所受到的磁軌的側向力F側，并計算永磁磁浮列車所受到的離心力F離；