[發明專利]提升車輛運行性能的永磁磁浮軌道系統及同步直線電機

有效

• 申請號: 202210036045.9
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114293415B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 歐陽鑫;鄧永芳;曹昆;曾金成
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: E01B25/32
• 分類號: E01B25/32;E01B25/30;H02K41/03
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本申請提供有一種提升車輛運行性能的永磁磁浮軌道系統及同步直線電機。本申請的永磁同步直線電機設置在天梁托臂內部，包括：對稱安裝在工字形轉向架上下橫梁之間的四個定子，以及分別設置在天梁托臂內部左右兩側、位于上下兩兩相對設置的定子之間的左側感應板組以及右側感應板組。本申請設置左側感應板組、右側感應板組均能夠通過與其上下兩側定子之間的磁場提供兩個大小相等、方向相反的法向力。由此，上下兩側法向力相互抵消，能夠消除法向力對磁懸浮車輛懸浮穩定性的影響，克服天梁托臂內部狹小空間內牽引力不足的情況。本申請的同步直線電機結構緊湊，能夠降低制造成本，提升整體磁懸浮系統的經濟效率，消除法向力對車輛穩定懸浮的影響。

技術領域

本申請涉及永磁懸浮軌道交通技術領域，具體而言涉及一種提升車輛運行性能的永磁磁浮軌道系統及同步直線電機。

背景技術

永磁磁浮軌道交通系統是采用永磁懸浮結構，通過永磁體之間的斥力承載靜態載荷，依靠永磁同步直線電機實現非接觸式驅動。其永磁同步直線電機其結構由定子和感應板（轉子）組成。當電流通過定子電磁鐵線時，會產生向前方向的磁場，通過與感應板的相互作用產生牽引力，推動車輛前進；改變磁場的方向，則使車輛后退。

近些年永磁磁浮技術得到了迅猛發展，但其在永磁磁浮車輛上的應用面臨著一些問題。

首先，面臨著車輛牽引力不足的情況，對于永磁磁浮軌道交通系統，其天梁托臂的尺寸不宜過大，過大的天梁托臂的尺寸將增大其建設成本，因天梁托臂尺寸的限制，其里面只能安裝較小的永磁同步直線電機，造成車輛牽引力不足的情況。

其次，車輛穩定懸浮是保障車輛安全運行的前提，牽引用永磁同步直線電機一次側、二次側之間相互作用力，即永磁同步直線電機法向力是影響車輛穩定懸浮的因素之一，法向力與車輛的速度和載荷有關，隨著車輛的速度和載荷的變化，永磁同步直線電機不斷地調整高度或懸掛力不斷地發生較大且快速的變化，導致轉向架的上下波動，對牽引系統造成干擾。

最后，隨著車輛載荷的增加，定子和感應板的間隙將會逐漸增加，將使磁阻增大，勵磁損耗增大，勵磁電流隨之增大，導致永磁同步直線電機的工作效率下降。

發明內容

本申請針對現有技術的不足，提供一種提升車輛運行性能的永磁磁浮軌道系統及同步直線電機，本申請通過相對設置的4組定子和感應板提供上下相互抵消的法向力，能夠消除法向力對磁懸浮車輛懸浮穩定性的影響，提高系統牽引力。本申請具體采用如下技術方案。

首先，為實現上述目的，提出一種提升車輛運行性能的永磁同步直線電機，其設置在天梁托臂內部，所述天梁托臂內部中空，一側封閉，并在另一側沿永磁懸浮軌道方向設置有車廂連接通道；其中，所述永磁同步直線電機包括設置于工字形轉向架上的：第一定子，其固定設置于工字形轉向架頂部橫梁的左側，位于工字形轉向架頂部橫梁的底部；第二定子，其固定設置于工字形轉向架頂部橫梁的右側，位于工字形轉向架頂部橫梁的底部；第三定子，其固定設置于工字形轉向架底部橫梁的左側，位于工字形轉向架底部橫梁的頂部；第四定子，其固定設置于工字形轉向架底部橫梁的右側，位于工字形轉向架底部橫梁的頂部；左側感應板組，其固定設置于第一定子與第三定子之間，位于天梁托臂中空結構內部，所述左側感應板組向第一定子、第三定子分別提供兩個大小相等、方向相反的法向力；右側感應板組，其固定設置于第二定子與第四定子之間，位于天梁托臂中空結構內部，所述左側感應板組向第二定子、第四定子分別提供兩個大小相等、方向相反的法向力；且，左側感應板組、右側感應板組之間工作狀態保持一致，所述第一定子、第二定子、第三定子與第四定子之間工作狀態保持一致。