[發明專利]單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置

有效

• 申請號: 202110586152.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113119740B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 張則羿
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04;H02N15/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄒飛艷

1.一種單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，包括：

固定部(1)，包括磁軌道(11)和用于固定磁軌道(11)的基座(12)，所述磁軌道(11)由連續或間隔設置的第一永磁體組成，水平且固定設置；

懸浮部(2)，包括驅動機構(23)、供電系統(24)、至少兩組懸浮磁組(21)以及兩組電磁導向模塊(22)；

所述懸浮磁組(21)沿所述懸浮部(2)的運動方向的中軸線間隔設置，每一懸浮磁組(21)包含若干第二永磁體，所述懸浮磁組(21)的組數和設置位置能夠保證所述懸浮磁組(21)與磁軌道(11)之間產生的永磁斥力平衡所述懸浮部(2)的重力從而使得懸浮部(2)懸浮于磁軌道(11)上方的預設位置；

兩組電磁導向模塊(22)分別設置在懸浮部(2)的中軸線的兩個端部，當懸浮部(2)偏離磁軌道(11)上方的所述預設位置時，每一電磁導向模塊(22)能夠基于所述懸浮部(2)與磁軌道(11)之間的橫向偏移量產生對應方向和大小的橫向電磁力，從而控制所述懸浮部(2)回到磁軌道(11)上方的所述預設位置；

所述驅動機構(23)用于為所述懸浮部(2)提供動力，使所述懸浮部(2)沿所述磁軌道(11)運動；

所述供電系統(24)與所述電磁導向模塊(22)和所述驅動機構(23)電性連接以為所述電磁導向模塊(22)和所述驅動機構(23)供電；

每一電磁導向模塊(22)包括偏移傳感器(221)、控制器(222)、功率放大電路(223)和糾偏電磁鐵(224)；所述偏移傳感器(221)對所述懸浮部(2)與所述磁軌道(11)之間的橫向偏移量進行測量和表征，并傳遞所述橫向偏移量至控制器(222)；控制器(222)依據偏移量設定值和接收到的橫向偏移量產生控制信號；功率放大電路(223)根據控制信號調節所述糾偏電磁鐵(224)中勵磁電流的方向和大小；所述糾偏電磁鐵(224)通過勵磁電流產生電磁場，并與所述磁軌道(11)相互作用產生橫向電磁力，用以控制所述懸浮部(2)在水平方向上偏離所述預設位置的自由度；

所述糾偏電磁鐵(224)以差分方式工作，包括至少兩個以所述中軸線對稱設置且鐵芯處于豎直位置的糾偏電磁鐵(224)，所述至少兩個糾偏電磁鐵(224)串聯設置以使所述中軸線兩側的糾偏電磁鐵(224)中的勵磁電流產生磁性相反的磁場，分別與所述磁軌道(11)產生電磁斥力和電磁吸力，所述電磁斥力和電磁吸力的豎直分力相互抵消，水平分力相互疊加從而形成所述橫向電磁力，或者

所述糾偏電磁鐵(224)以直接方式工作，包括至少一個鐵芯水平橫臥所述中軸線的糾偏電磁鐵(224)，所述糾偏電磁鐵(224)中的勵磁電流產生的磁場橫向作用于所述磁軌道(11)以產生所述橫向電磁力。

2.根據權利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，每一懸浮磁組(21)包括兩個第二永磁體，兩個第二永磁體以所述中軸線對稱設置，每一第二永磁體下表面與所述磁軌道(11)上表面的磁性相反。

3.根據權利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，每一懸浮磁組(21)包括五個第二永磁體，按海爾貝克陣列排布，四個第二永磁體以所述中軸線對稱設置，一個第二永磁體位于中軸線上且該第二永磁體下表面與所述磁軌道(11)上表面的磁性相同。

4.根據權利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述偏移傳感器(221)采用激光距離感受器或霍爾元件；所述偏移傳感器(221)設置為一個，位于所述中軸線上；或者所述偏移傳感器(221)設置為兩個且以所述中軸線對稱設置。

5.根據權利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述控制器(222)采用模擬控制電路或數字控制程序。

6.根據權利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述驅動機構(23)至少包括直線電機驅動、牽引驅動或風力驅動中的一種。

7.根據權利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述供電系統(24)至少包括無線供電、太陽能板供電或電池供電中的一種。