[发明专利]一种适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁

权利要求书

1.一种适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，包括第一极板、第二极板、若干第一混合磁体和至少一个第二混合磁体，所述第一极板和第二极板平行且有间隔地设置，若干第一混合磁体和第二混合磁体设置于第一极板和第二极板之间，每个所述第一混合磁体均包括常规电磁铁和常规永磁铁，每个所述常规永磁铁位于对应的常规电磁铁的一侧，每个所述常规电磁铁包括第一铁芯和绕设于第一铁芯上的第一线包，每个所述第一铁芯的一端与第一极板连接，其另一端与对应的常规永磁铁的一侧面连接，所述常规永磁铁的另一侧面与第二极板连接，所述第二混合磁体包括加长电磁铁和加长永磁铁，所述加长电磁铁的长度长于常规电磁铁，所述加长永磁铁位于加长电磁铁的一侧，每个所述加长电磁铁包括第二铁芯和绕设于第二铁芯上的第二线包，每个所述第二铁芯的一端与第一极板连接，其另一端与对应的加长永磁铁的一侧面连接，且所述第二混合磁体位于所有混合磁体的前端，利用Maxwell应力张量法，由气隙磁通密度求得混合悬浮磁铁相应的悬浮力F_y计算公式为：

式中，μ₀为真空中磁导率，b(x,z)为气隙磁通密度，x表示横轴坐标值，z表示纵轴坐标值，dx表示对x的微元，dz表示对z的微元，a是铁芯磁极宽度的一半，且b(x,z)的表达式为：

式中，n表示正整数，C_n表示一个系数，B₀表示磁通密度的激励部分在气隙中的恒定值，λ_n表示一个任意常数，L表示混合悬浮磁铁长度，X_n(x)表示运算过程中产生的变量，C_n和X_n(x)的表达式为：

式中，d表示轨道等效宽度的一半，σ为电导率，δ表示混合悬浮电磁铁相对于轨道的悬浮间隙。

2.根据权利要求1所述的适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，所述加长永磁铁与第二线包的长度相比常规永磁铁和第一线包同步加长。

3.根据权利要求2所述的适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，第二线包的长度是第一线包的1-3倍。

4.根据权利要求1所述的适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，所述第一混合磁体的数量为三个，所述第二混合磁体的数量为三个，三个第一混合磁体和一个第二混合磁体等间距地设置于第一极板和第二极板之间。

5.根据权利要求1所述的适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，每个所述第一铁芯的一端与第一极板固定连接，其另一端与对应的常规永磁铁的一侧面固定连接，所述常规永磁铁的另一侧面与第二极板固定连接；和/或，每个所述第二铁芯的一端与第一极板连接，其另一端与对应的加长永磁铁的一侧面连接。

6.根据权利要求1所述的适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，当列车静止时，轨道中无感应涡流，此时气隙磁通密度b(x,z)为B₀，则静止时的悬浮力为：

当列车运行时，轨道中产生感应涡流，使气隙磁场发生改变，悬浮力也相应变化为：

其中：

7.根据权利要求6所述的适用于中速磁浮列车的混合悬浮磁铁，其特征在于，设定混合悬浮磁铁的性能指标当J≥80％时，则表明混合悬浮磁铁的涡流受到抑制，悬浮力保持稳定。