[發明專利]一種單軌高溫超導磁懸浮列車

在審

• 申請號: 202110474093.1
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113060009A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 周大進;鄭挺;程翠華;趙勇
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: B60L13/10
• 分類號: B60L13/10;E01B25/30
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開一種單軌高溫超導磁懸浮列車，其包括車體、“C”形懸浮架、直線電機、單軌軌道梁和橋墩；單軌軌道梁的一端與橋墩剛性連接形成“г”形結構；“C”形懸浮架間隙套設在單軌軌道梁的另一端形成抱軌結構；車體與“C”形懸浮架的頂部上表面連接；“C”形懸浮架的頂部的下表面設有底部具有高溫超導材料的懸浮杜瓦，單軌軌道梁的上端面的永磁軌道基底上設有單軌永磁軌道；直線電機初級設在單軌軌道梁的下端面，直線電機次級設在“C”形懸浮架的底部的上表面且位于直線電機初級的下方，“C”形懸浮架的內側與單軌軌道梁相對表面上設有輔助輪。本發明采用單軌高溫超導磁浮技術與直線電機驅動技術為列車提供懸浮、導向與驅動，使高溫超導磁浮列車結構更加緊湊，線路規劃更加靈活。

技術領域

本發明涉及高溫超導磁懸浮列車應用領域，尤其涉及一種單軌高溫超導磁懸浮列車。

背景技術

單軌列車從結構形式上分，主要包括跨座式單軌列車與懸掛式單軌列車，其共同特點在于只使用一條軌道，路軌一般采用混凝土制造，比傳統鋼軌寬很多。單軌列車使用橡膠輪在軌道上行駛，具有占地空間小、爬坡能力強、轉彎半徑小與噪音污染小等優點。但由于單軌列車使用橡膠輪作為走行輪胎，因摩擦導致輪胎磨損，同時，產生較大的能耗，從而帶來較高的運營維護成本。另一方面在行駛速度上，受傳動系統結構及輪軌摩擦的限制，單軌輪軌列車的最高運行速度通常在80 km/h左右，其運行速度低于傳統鋼軌列車的運行速度。高溫超導磁懸浮列車利用高溫超導體與永磁軌道間的電磁力實現自穩定的懸浮與導向，不需要額外的電力消耗，通過直線電機牽引驅動，由于僅受到空氣阻力的影響，與現有單軌列車技術相比，在速度、能耗、噪音上都具有很大的優勢。在不改變高溫超導磁浮列車承載與導向性能的條件下，將永磁雙軌合并成為單軌，可以使高溫超導磁浮列車的結構更加緊湊，線路規劃更加靈活，從而同時具備單軌列車與高溫超導磁懸浮列車的優點，在城軌交通運輸系統中具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于為了克服現有單軌輪軌列車能耗大、速度低等不足，本發明提供一種單軌高溫超導磁懸浮列車，采用單根永磁軌道與直線電機為列車提供懸浮、導向與驅動，去除了傳動機構及輪軌摩擦阻力，簡化了列車系統結構，減小了能耗與維護成本。

本發明采用的技術方案是：

一種單軌高溫超導磁懸浮列車，其包括車體、“C”形懸浮架、直線電機、單軌軌道梁和橋墩；單軌軌道梁的一端與橋墩的上端剛性連接形成“г”形結構； “C”形懸浮架間隙套設在單軌軌道梁的另一端形成抱軌結構；車體通過中心牽引銷和空氣彈簧與“C”形懸浮架的頂部上表面連接；“C”形懸浮架的頂部的下表面設有懸浮杜瓦，懸浮杜瓦的底部放置高溫超導材料，單軌軌道梁的上端面對應懸浮杜瓦設有單軌永磁軌道，單軌永磁軌道固定在單軌軌道梁上對應設置的永磁軌道基底上；直線電機包括直線電機初級和直線電機次級，直線電機初級設在單軌軌道梁的下端面，直線電機次級設在“C”形懸浮架的底部的上表面且位于線電機初級的下方，“C”形懸浮架的內側與單軌軌道梁相對的各個表面上設有輔助輪。

具體的，本發明通過單軌永磁軌道與懸浮杜瓦間的電磁力為列車提供懸浮與導向，控制驅動直線電機，通過空氣彈簧與中心牽引銷實現對列車的支撐與牽引。單軌軌道梁通過橋墩高架支撐。

進一步地，所述的“C”形懸浮架由“C”形端梁、橫梁、側梁、輔助輪、中心牽引銷、空氣彈簧構成。“C”形端梁通過側梁連接構成一個“C”形框架結構，橫梁設置于“C”形懸浮架頂部中央，并與兩旁的側梁構成“H”形結構，中心牽引銷設置在橫梁中央，空氣彈簧固定在“C”形端梁頂部兩端。所述的輔助輪包括上輔助支撐輪、下輔助支撐輪及輔助導向輪，上輔助支撐輪設置在“C”形端梁頂部兩端，下輔助支撐輪設置在“C”形端梁底部兩端，輔助導向輪設置在“C”形端梁右側。

進一步地，所述的懸浮杜瓦固定在“C”形懸浮架上端下表面，通過與永磁軌道間的電磁作用力，為高溫超導磁浮車提供懸浮與導向；所述的輔助導向輪安裝在“C”形懸浮架側面，當列車通過曲線線路時，可以為列車提供輔助導向，以防止列車因為導向力不足而脫軌；所述的輔助支撐輪固定在“C”形懸浮架上端與下端兩側，當列車超重或超導體失超時，防止列車因懸浮力足而觸軌。