[发明专利]一种悬浮导向驱动系统、磁浮列车及磁浮系统

说明书

本发明涉及悬浮导向系统及包含该系统的列车的技术领域，特别涉及一种悬浮导向驱动系统、磁浮列车及磁浮系统。本发明的技术方案同时设置有悬浮反应轨和导向反应轨，通过与永磁体阵列组件的位置不同，当旋转永磁体阵列组件过程中，能够与悬浮反应轨产生竖直向上的悬浮力，同时与导向反应轨产生水平向轨道里侧的导向力以及沿轨道运行方向的驱动力。实现磁浮列车导向和牵引。该方案可实现磁浮列车静浮、自稳悬浮、自稳导向，同时还能实现磁浮列车运行。系统结构简单，可靠性高、易于实现，可用于中低速磁浮列车系统。

技术领域

本发明涉及悬浮导向系统及包含该系统的列车的技术领域，特别涉及一种悬浮导向驱动系统、磁浮列车及磁浮系统。

背景技术

磁浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的列车系统。它依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道的无机械接触，并利用直线电机驱动列车运行。按照车辆运行速度来划分，磁浮列车可以分为高速和中低速两种类型：高速磁浮列车运行最高速度可达500km/h以上，采用EMS和EDS两种悬浮方式，适用于长大干线和大城市间的旅客运输；中低速磁浮列车运行速度在100km/h左右，主要采用EMS悬浮方式，特别适合城市内部或城市与卫星城之间的运输。

现有中低速磁浮列车的工作原理为：列车的悬浮力由悬浮系统提供，在车体下部安装的电磁铁吸引F形钢轨的下方，与之发生反作用将列车浮起，电磁铁与轨道之间的空隙由空隙传感器对电流值进行控制，以保证悬浮力和空隙的恒定；牵引力是由中低速磁浮列车上的直线感应电机来实现的，车辆上搭载VVVF逆变器对直线感应电机供电，在其线圈中产生直线运动的行波磁场，感应轨道侧安装的铝板，铝板中产生感应涡流，涡流场与行波磁场相互作用产生车辆运动所需的牵引力。

目前存在的磁浮列车存在如下技术缺陷：

电磁吸力控制型磁悬浮列车结构和控制复杂，可靠性差；永磁直线运动板式电动悬浮列车不能实现静浮或低速悬浮，只能用于高速磁浮列车，而单独的板式水平导轨不能产生驱动力，无法满足列车运行的在求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在中低速磁浮列车难以实现低速悬浮以及板式水平导轨不能产生导向及牵引的缺陷，提供一种具有悬浮导向及驱动功能的永磁电动悬浮系统及列车。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种悬浮导向驱动系统，包括轨道，所述轨道上设有凹槽，所述凹槽底部设有两个悬浮反应轨，所述凹槽的两个内侧壁分别设有导向反应轨；所述凹槽上方还设有至少一个悬浮架，与两个所述悬浮反应轨相对应的每个所述悬浮架底部两侧位置分别设有一排永磁体阵列组件，每排所述永磁体阵列组件包括至少一个永磁体阵列组件，每个所述永磁体阵列组件包括内环永磁体阵列和位于所述内环永磁体阵列外周的外环永磁铁阵列，每个所述永磁体阵列组件连接有能够驱动其旋转的驱动电机；每个所述悬浮架底部还设有至少一个支撑块。

该悬浮导向驱动系统中，当驱动电机不工作时，永磁体阵列组件处于静止状态，此时悬浮反应轨和导向反应轨也没有感应电流，负载于所述悬浮架上的装置处于静止状态，此时，支撑块与轨道相接触，该悬浮架的全部重量作用于所述支撑块上。永磁体阵列组件与所述悬浮反应轨、导向反应轨均存在一定的间隙。

当驱动电机驱动所述永磁体阵列组件转动，永磁体阵列组件的内环永磁铁阵列产生的内环磁场在悬浮反应轨中感应产生电流，悬浮反应轨感应电流产生的磁场与内环永磁铁阵列产生竖直向上的排斥力，悬浮架底部两侧的永磁体阵列组件产生的排斥力能够托起负载于所述悬浮架上的装置从而实现悬浮。