[发明专利]一种轮式磁悬浮交通系统、控制方法以及磁盘系统的应用

说明书

本发明提供了一种轮式磁悬浮交通系统、控制方法以及磁盘系统的应用，涉及磁悬浮技术领域。本发明创造性地引入了磁盘系统，解决了单磁轮系统的能量转化率低和传统永磁电动悬浮技术需要助跑到一定初速度才能悬浮的问题，仅需控制磁轮和磁盘的转速与旋转方向即可实现列车静止和运行全过程悬浮、自主导向以及驱动功能。磁盘系统的应用还包括两种结构，一种结构通过在传统列车上加入磁盘系统，解决了传统铁路受轮轨黏着限制影响的高速状态下最大牵引受限和大坡度牵引、制动限制的问题。另一种结构通过磁盘系统替代现有高温超导磁悬浮采用的直线电机驱动，使磁盘的磁阻力转换为列车驱动力，磁盘的法向力转换为辅助导向力，转换利用率高且驱动力大。

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体而言，涉及一种轮式磁悬浮交通系统、控制方法以及磁盘系统的应用。

背景技术

轨道交通现有制式主要有磁悬浮轨道交通和轮式轨道交通。其中磁悬浮列车作为一种新型轨道交通技术，通过磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮、导向和驱动运行，其中包括永磁电动磁悬浮和高温超导磁悬浮这两种常用磁悬浮模式；轮式列车（传统铁路）通过轮轨与轨道之间的物理接触实现列车的导向和驱动运行。

现有的永磁电动悬浮布置模式浮阻比较小，阻力能耗较高，这些缺点是限制该悬浮模式发展的主要瓶颈；以及其导向需主动控制，静止和低速（20km/h）条件下需支撑，也是一直以来需要解决的技术问题。

现有的高温超导通常采用直线电机进行驱动，悬浮导向和牵引系统各自工作，系统耦合度低，具有很好的稳定性。但直线电机其中长定子直线同步电机励磁控制系统控制策略复杂，并且需搭建的初级绕组距离长，建设成本高；而短定子直线感应电机效率低、推力小。

对于传统铁路，当速度提高到300km/h以上时，黏着系数降低，加上空气阻力，使得列车很难突破更高时速。对于山地轨道交通，传统轮轨车辆受到轮轨黏着限制难以实现大坡度线路的牵引和制动；国内外现有的山区旅游铁路采用的是齿轨式轨道交通车辆，该车辆的齿轮盘与轨道的齿条处于啮合状态，虽然爬坡能力强，但车辆运行噪音大，行车速度慢，乘客的舒适性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮式磁悬浮交通系统、控制方法以及磁盘系统的应用，以解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

首先，本申请提供了一种轮式磁悬浮交通系统，包括：磁盘和竖向导体板，所述磁盘设置在转向架上；所述竖向导体板设置在板基础上，所述板基础位于所述转向架正下方；所述竖向导体板与所述磁盘端面平行，水平位置对应，所述竖向导体板与磁盘组成磁盘系统。

进一步的，所述转向架还设有竖向磁轮，所述板基础两侧设有横向导体板，所述横向导体板和竖向磁轮的胎面平行，竖直位置对应，所述横向导体板和竖向磁轮构成磁轮系统，所述竖向磁轮和磁盘通过轮轴串联。

进一步的，所述转向架内侧通过连接杆对称设有横向磁轮，所述横向磁轮的水平位置与竖向导体板的水平位置对应。

其次，本申请中还提供一种轮式磁悬浮交通系统控制方法，多个竖向磁轮分为前磁轮组和后磁轮组；多个磁盘中与所述前磁轮组同轴的磁盘组为前磁盘组；与所述后磁轮组同轴的磁盘组为后磁盘组；与前磁盘组相邻的磁盘组为磁盘组一，与后磁盘组相邻的磁盘组为磁盘组二，包括：

控制列车静止悬浮：控制所述前磁轮组、后磁轮组、前磁盘组和后磁盘组以第二速度正转，控制所述磁盘组一以第一速度反转，控制所述磁盘组二静止，控制所述横向磁轮以第二速度反转；所述正转为磁轮或磁盘与列车前进方向一致的旋转，所述反转的旋转方向与正转相反，第一速度和第二速度为相对值，在同一列车运行速度下，所述第一速度小于第二速度；

控制列车移动：当所述列车静止悬浮时，控制所述前磁轮组、后磁轮组、前磁盘组和后磁盘组以第二速度正转，控制所述磁盘组一反转减速，控制所述磁盘组二加速正转，控制所述横向磁轮以第二速度反转；