磁推進的、居中的和懸浮的運輸系統技術方案

本發明專利技術涉及一種磁推進的、居中的和懸浮的運輸系統，該系統具有固定到線性同步電動機的轉子的電車和支撐所述線性同步電動機的定子的導軌，所述轉子和定子通過電磁場耦合以使所述電車沿著所述導軌移動。所述定子具有在縱向上間隔開的多個有效AC繞組，所述轉子具有一對橫向間隔開的縱向取向的磁體組，所述磁體組與所述繞組之間具有空氣間隙。水平取向并且具有縱向姿態的海爾貝克磁體陣列在如下情況下與所述電車接合：導電材料條固定到所述導軌上并且沿縱向指向，并且與在位置處的所述磁體陣列有間隙地間隔開，以在所述電車上產生懸浮和居中的力的。

【技術實現步驟摘要】

本公開內容涉及一種運輸系統，特別是磁推進的、受控的和懸浮的系統(“磁懸浮(maglev)，，)。
技術介紹
這樣的系統使用磁懸浮來通過磁力懸浮、引導和推進車輛，而不使用機械方法，所述機械方式采用車輪來支撐、控制、加速和制動。磁懸浮系統使用磁力以小間隙在其導軌之間懸浮車輛以產生提升、橫向控制和推力。磁懸浮車輛和常規系統相比，移動更平滑且更安靜，而且需要的維護更少。其優點包括很少或者沒有摩擦阻力、行駛更平滑和潛在地速度更高。由這樣的車輛能夠達到的極限速度受到空氣阻力的限制。懸浮所需的電力在所述系統的整個能量消耗中并不占特別大的百分比；和其他任何高速的運輸形式一樣，所使用的能量的大部分需要用來克服全速情況下的空氣阻力。
技術實現思路
本文描述的系統是用于移動貨物的磁懸浮運輸系統。線性發動機使用導軌定子，轉子沿導軌定子移動。定子和轉子電路相互磁性作用以便在移動元件與固定元件之間維持一間隙。牽引機線圈內嵌在導軌內，以便通過利用轉子上的永磁體的電動機動作來產生推力。由于引導、控制和懸浮都是經由永磁體裝置提供的，因此公共電網向所述定子電路提供電流而不需要其他的輸入功率。所述系統的目的是在運輸系統中形成線性的推進力、橫向控制力和懸浮力。附圖說明圖I是本文描述的支撐實施例中的運輸系統的示例性透視圖；圖2是懸掛實施例中的系統的示例性正視圖；圖3是其牽引機推進裝置的平面視圖形式的概念圖；圖4是限定海爾貝克(Halbach)磁體陣列的透視概念圖；以及圖5是圖I的實施例的示例性正視圖。對于相同的元件而言，在每一幅附圖中的附圖標記是相同的。具體實施例方式參考以上描述的附圖，現在詳細描述磁推進的、穩定的和懸浮的電車32，所述電車32沿著如圖I和圖2所示的運輸系統10的導軌22移動。用于推進的結構圖3示出了使用線性發動機的推進的原理。推進的模式采用洛倫茲型原動力，其中，所應用的推進力(F)根據以下的方程與電流(q)和磁場(B)成線性比例(F = qvxB)在本方法中，通過使用高功率線性同步電動機獲得相對低的加速度和相對高的速度，其中固定在沿著導軌22的間隔開且縱向對準的位置上的有效繞組24構成所述同步電動機的定子。磁體對34的線性陣列固定到電車32，在繞組24的任意一側都形成了空氣間隙。磁體34在圖示的優選實施例中是永磁體，但在替換的實施例中也可以是電激勵磁體，并且這些磁體34是所述同步電動機的所述“轉子”。通過如圖所示地布置磁體34的極面，繞組34內的交流電能夠依序首先吸引，然后排斥磁體34，由此沿著導軌22推進電車32。通過調節施加到繞組24的AC電流的頻率來控制電車速度，電車的制動是動態施加的，也就是說，通過反轉所施加電流的相位，使得繞組24與磁體34之間的磁排斥代替磁吸引。圖3所示的兩個繞組處于正交狀態，相位差為90度。相位在前的繞組24確定電車的方向，并且相位關系可以反轉以使電車32能夠倒轉其沿導軌22的移動方向。電車32的特征，即電車32的質量、貨物裝載、期望的加速度和減速度、等級陡度(steepness of grades)和期望的最高速度,確定了滿足這些參數的電流負載。為了針對推進變量實現更大的動態控制，可以沿著導軌22的縱向路徑并行應用超過一組繞組24和磁體組34。·隨著電車32沿著導軌22行進，移動到與磁體組34磁接合的程度的每一個相繼的繞組24觸發對所述繞組24進行AC加電，并且在磁接合有效的情況下保持加電狀態。當電車已經通過了每一個相繼的繞組24，切斷那個繞組24的電流。因此，只有當需要時才施加電力，并且當不在電車32時，電流不流過任一繞組24。由于決不存在對行走到導軌22上的人或動物的電擊危險，因此所述導軌22可以設置在地平面處、地平面以下或者如圖I和圖2所示的地平面以上。用于居中(centering)和懸浮的結構電車32維持在導軌22上的居中且懸浮的位置處，以便使磁體34與每一接近的繞組24對準,從而保證繞組24兩側均存在正的間隙(positive gap),并且保證在導軌22上方的懸浮。為了實現這一點，電車32裝載有左磁體陣列33L、35L和右磁體陣列33R、35R，它們的磁場在水平方向和橫向上、在相對的方向上遠離電車32指向(陣列33L、33R)，并且向下指向(陣列35L、35R)。這些磁體陣列在縱向上對準并且在電車的整個長度上延伸，并且是海爾貝克永磁體陣列。海爾貝克陣列是一種永磁體的特殊布置，其增強陣列的一側的磁場，與此同時將另一側的磁場抵消至接近零。這是通過具有如圖4所示的磁化在空間上的旋轉模式(pattern)來實現的。通量將在所述陣列的一側消除并且在相對的一側增強其自身。所述磁場在所述通量被限制的一側達到兩倍大，而在相對側，沒有產生雜散場。所述居中和懸浮的力無法通過普通永磁體實現，但是通過海爾貝克陣列生成的更大的力可以高效實現所述居中和懸浮的力。導軌22具有U型橫截面，所述橫截面具有在相對側的且接近于電車側壁的豎直壁26。每一個所述豎直壁26具有縱向指向的完整長度的銅條40。如圖5中最好地示出的，陣列33L和33R中的每一個陣列保持與條40的表面之間的空氣間隙。同樣地，水平取向的銅片條40設置于陣列35L和35R下方。豎直和水平的條40沿著導軌22是連續的。用于居中和用于懸浮的結構以完全相同的方式操作。電車32沿著導軌的運動使所述海爾貝克陣列的磁場在導電條40內產生渦電流。這些渦電流產生其自身的磁場，該磁場與海爾貝克陣列的那些磁場相反并因此產生用于保持用于電車的精確居中和懸浮的靈敏能力(acute capacity)的排斥力。當電車32減速進站和當電車32完全停下，例如以便裝載旅客和貨物時，通過車輪50 (圖5)提供一種替代的支撐和控制，當需要支撐電車32時，所述車輪自動降下，并且將鋼制引導欄(guide fence)60安裝在導軌22上，以便在電車32在車輪50上滾動時保持電車32居中，所述車輪50優選為腳輪型，以便它們能夠自動遵循所述弓I導欄60。當電車的速度降至一設定速度以下時，車輪50的降下將自動進行，并且所述降下可以與常規的飛機前輪相一致。本領域技術人員所看到的基于所要求的主題的變化，已知或將意識到的，都被明確視為在本專利技術保護范圍及其各種實施例內的等同形式。因此，本領域技術人員現在或以 后所獲知的明顯替代也被限定為在所限定的元素的范圍內。本公開內容也就意味著可以理解為包括如下內容由上文描述并且具體示出的，概念上的等同形式，能夠被明顯替代的和結合了基本理念的。權利要求1.一種磁推進的、居中的和懸浮的運輸系統，包括 電車，其固定于線性同步電動機的轉子； 導軌，其支撐所述線性同步電動機的定子，所述轉子和定子通過電磁場耦合，以使所述電車沿著所述導軌移動； 所述定子具有在縱向上間隔開的多個有效AC繞組； 所述轉子具有一對橫向間隔開的縱向取向的磁體組，所述磁體組與所述繞組之間具有空氣間隙； 水平取向并且具有縱向姿態的海爾貝克磁體陣列，其在固定位置處與所述電車接合； 導電材料條，其固定到所述導軌上并且沿縱向指向，其與在位置處的所述磁體陣列有間隙地間隔開，以在所述電車上產生懸浮和居中的力。2.如權利要求I所述的系統，其中所述電車與所述導軌對準。3.如權利要求I所述的系統，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁推進的、居中的和懸浮的運輸系統，包括：電車，其固定于線性同步電動機的轉子；導軌，其支撐所述線性同步電動機的定子，所述轉子和定子通過電磁場耦合，以使所述電車沿著所述導軌移動；所述定子具有在縱向上間隔開的多個有效AC繞組；所述轉子具有一對橫向間隔開的縱向取向的磁體組，所述磁體組與所述繞組之間具有空氣間隙；水平取向并且具有縱向姿態的海爾貝克磁體陣列，其在固定位置處與所述電車接合；導電材料條，其固定到所述導軌上并且沿縱向指向，其與在位置處的所述磁體陣列有間隙地間隔開，以在所述電車上產生懸浮和居中的力。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜米特魯·博吉科，
申請(專利權)人：清水控股有限公司，
類型：發明
國別省市：