[发明专利]一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置

说明书

本发明公开了属于超导电磁应用技术领域的一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置。直线异步电机驱动装置包括激光光电传感器、控制器，励磁线圈、励磁电源。励磁线圈轴线与超导磁悬浮轨道平面垂直，直线异步电机驱动装置置于超导磁悬浮轨道上方，超导浮子位于两者之间，并从两者间通过。激光光电传感器判断超导磁悬浮轨道和直线异步电机驱动器之间有无超导浮子通过，激光光电传感器输出对应电平信号给控制器，控制器发出信号控制励磁系统工作，超导浮子受到的磁场力分量与其运动方向相同或者相反，达到驱动或者制动效果；本发明给出了一个新型超导磁悬浮驱动解决方案，理念先进，高效节能，演示效果好，适合用于学校相关教学演示及研究性课题构建。

技术领域

本发明属于超导电磁应用技术领域，特别涉及一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置。

背景技术

高温超导磁悬浮已经越来越多的为大众所知，它利用超导体与永磁体的相互作用，实现在永磁体轨道上方或者下方的悬浮。这种超导磁悬浮在未来轨道交通，航天发射，军事发射领域均大有可为。无论用于轨道交通，还是发射领域，实现磁悬浮仅仅是第一步，最关键的还是实现无接触的驱动，这样才能最大限度的体现磁悬浮的优势。传统的驱动方式利用直线电机驱动技术，需要在地面连续铺设驱动线圈，类似旋转电机的电枢绕组，在悬浮车体上安装转子，当线圈通以交流电的时候，就会产生行波磁场，推动转子前进，根据转子类型又可以分为同步型和异步型。但无论何种类型，转子与提供悬浮的超导块是不同的部件，造成了结构的复杂性，也造成了空间的浪费。

本发明应用了磁极屏蔽式感应电动机的工作原理【参考王子辅翻译的《费曼物理学讲义》(上海科技出版社，1981，第1版)】提出一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；公开了一种紧凑结构的驱动方式，其优势体现在两个方面，铺设在地面的驱动线圈仅用一个线圈配合传感器与控制电路实现，第二，浮子利用超导体本身实现，可以将转子与浮子统一为一个部件，大幅度节约了空间，实现了紧凑结构。

发明内容

本发明的目的是提出一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置；其特征在于，超导磁悬浮永磁轨道8由超导磁悬浮支撑架9支撑，三角支撑架1将直线异步电机驱动装置4支撑在超导磁悬浮永磁轨道8上方，直线异步电机驱动装置4相对于超导磁悬浮永磁轨道8的位置通过三角支撑架1进行调节；直线异步电机驱动装置4与外置的励磁电源2通过香蕉头导线连接，超导浮子7位于超导磁悬浮永磁轨道8和直线异步电机驱动装置4之间；直线异步电机驱动装置4由光电11和励磁系统12组成，其中光电控制系统包括激光光电传感器6和控制器5；励磁系统包括励磁线圈3和励磁电源2，励磁线圈轴线与超导磁悬浮永磁轨道平面垂直。

所述超导磁悬浮永磁轨道8内交替排布磁极方式为N-S-N和S-N-S的铁钕硼永磁体10。

所述超导浮子7内的高温超导ReBCO薄膜带材14排布方式为叠放方式。

所述激光光电传感器6至励磁线圈3中线位置的距离x大于励磁线圈3的线圈半径r。

所述超导浮子7距离超导磁悬浮永磁轨道8表面的悬浮高度h1大于零，超导浮子7的厚度为t。

所述超导浮子7上表面与直线异步电机驱动装置4下表面的距为h2大于零。

所述直线异步电机驱动装置4和超导磁悬浮永磁轨道8的距离d＝h1+t+h2。

所述激光光电传感器6选用漫反射式激光光电传感器或者对射式激光光电传感器；或选用磁传感器代替。

所述以当前超导浮子7运动方向为准，励磁线圈3位于超导浮子7的左侧或右侧；

所述选用磁传感器代替激光光电传感器时，磁传感器放置在超导磁悬浮永磁轨道8的轨道侧方。