[发明专利]一种具有悬浮和导向的磁浮装置、磁浮列车及磁浮系统

说明书

本发明涉及悬浮、导向的磁浮装置技术领域，特别涉及一种具有悬浮和导向的磁浮装置、磁浮列车及磁浮系统。通过将轨道两侧的悬浮反应轨设置成一定的倾角，使得永磁体与悬浮反应轨之间的排斥力斜向上倾斜，分别产生水平方向与垂直方向的两个分量，垂直的分量实现悬浮列车竖直方向的悬浮，当负载于所述环状永磁电动悬浮系统的装置向一侧发生倾斜时，对应的一侧的永磁体所受到的排斥力会随之增大，水平的分量也会随之增大，进而对负载于所述环状永磁电动悬浮系统的装置产生反作用，使其被推向反方向，从而实现了该负载装置的导向。该方案轨道和车辆结构都简单，系统可靠性高、易于实现，特别适用于中低速磁浮列车系统。

技术领域

本发明涉及悬浮、导向的磁浮装置技术领域，特别涉及一种具有悬浮和导向的磁浮装置、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；环状Halbach永磁阵列旋转板式电动悬浮可实现磁浮列车静止时悬浮，但板式水平导轨不能产生导向力，无法满足列车运行的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的板式电动悬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力的缺陷，提供一种具有悬浮与导向功能的环状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：

一种具有悬浮和导向的磁浮装置，包括：

轨道，所述轨道上表面包括位于两端的朝内倾斜的斜面，两个所述斜面上分别设置有悬浮反应轨；

至少一个悬浮架，位于所述轨道上方，每个所述悬浮架底部两端均设有朝外倾斜的一排永磁体阵列组，每排所述永磁体阵列组包括至少一个永磁体阵列，每个所述永磁体阵列与所述悬浮反应轨相对设置，每个所述永磁体阵列设有用于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。

本发明的技术方案中，通过将轨道两侧的悬浮反应轨设置成一定的倾角，使得永磁体与悬浮反应轨之间的排斥力斜向上倾斜，分别产生水平方向与垂直方向的两个分量，垂直的分量实现悬浮列车竖直方向的悬浮，当负载于所述环状永磁电动悬浮系统的装置向一侧发生倾斜时，对应的一侧的永磁体所受到的排斥力会随之增大，水平的分量也会随之增大，进而对负载于所述环状永磁电动悬浮系统的装置产生反作用，使其被推向反方向，从而实现了该负载装置的导向。

作为本发明的优选技术方案，所述斜面相对水平面的夹角大小为α，其中20°≤α≤50°。悬浮架两端的所述永磁体阵列组，其向外倾斜的角度为β，α和β两个角度相等。