[实用新型]一种磁悬浮交通系统的在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮交通系统监测技术领域，尤其涉及一种磁悬浮交通系统的在线监测装置，用于在线监测磁悬浮车辆在不同的速度运行时直线电机对磁悬浮车辆的法向力和牵引力。

背景技术

随着科技的进步，轨道交通方式发生了巨大的变革。目前在世界范围内产生了直线电机牵引的交通方式，包括磁悬浮铁路、直线电机轮轨交通、磁悬浮飞机等。上述交通设备目前正在迅速发展，将来会成为本世纪的主要交通方式之一。该交通方式所应用的磁悬浮车辆被认为是21世纪最理想的轨道交通工具。

中低速磁悬浮车辆是一种无车轮、依靠电磁铁吸引力使车辆悬浮，并由直线电机直接驱动的轨道交通工具。由于磁悬浮车辆运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1-10cm)，几乎没有摩擦磨损，因此运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行，且对环境无污染，所以该磁悬浮车辆具有良好的运行经济性和较低的维护工作量，非常适合用作城市交通系统。我国磁悬浮技术开发也主要集中在中低速常导磁浮技术。

直线电机是指利用电能直接产生直线运动的电动机，可以将它想象为将传统的旋转电机从转子中心向一侧切开并且展直，这样旋转电机则变为直线电机。或者认为直线电机是半径无限大的旋转电机，这时定子中的旋转磁场将变为直线移动磁场，车辆将随着直线电机磁场的移动而向前运动。

目前，中低速磁悬浮车辆一般采用5个结构基本相同的悬浮磁铁模块装配的悬浮架方式，5个悬浮磁铁模块装配依次通过两侧的滑台连接，每辆车配置10台直线电机，车辆的牵引和电制动是通过直线电机实现的。因此，直线电机是中低速磁悬浮车辆的动力源，是中低速磁悬浮车辆关键部件之一。

悬浮架是走形结构的骨架，承受着车辆的全部载荷。其载荷传递由悬浮磁铁产生的悬浮力传到悬浮架上，直线电机的牵引力直接作用在悬浮架上。

直线电机在工作时，由于电磁力与水平方向存在的夹角在车辆运行时是动态变化的，夹角不一定是0°，因而，不仅产生车辆行进方向的牵引和电制动力，同时还产生垂直于运动方向的法向力，并且随着车辆速度增加法向力会增大。由于直线电机产生的法向力与车辆所需要的悬浮力方向相反，该法向力将会干扰车辆悬浮力，需要增加悬浮功率，影响车辆悬浮控制的稳定性，甚至于车辆可能无法悬浮。因此，直线电机对磁悬浮车辆的法向力和牵引力的动态监测势在必行。

由于直线电机不同于旋转电机，其真实运动状态难以模拟。目前，现有直线电机法向力和牵引力研究是在地面模拟状态下进行的，该状态下仅能模拟列车启动时(速度为0km/h)所需的牵引力和法向力。因而所检测的法向力或牵引力与车辆实际运行相比有较大差别，也无法模拟直线电机动态气隙和车辆动态悬浮间隙，检测结果对直线电机设计和车辆悬浮控制设计指导的作用很有限。

综上所述，如何提供一种磁悬浮交通系统的在线监测装置，以实现在线监测磁悬浮车辆在不同的速度运行时直线电机对磁悬浮车辆的法向力和牵引力，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种磁悬浮交通系统的在线监测装置，以实现在线监测磁悬浮车辆在不同的速度运行时直线电机对磁悬浮车辆的法向力和牵引力。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种磁悬浮交通系统的在线监测装置，用于在线监测磁悬浮车辆在不同的速度运行时直线电机对磁悬浮车辆的法向力和牵引力，包括法向力检测装配和牵引力检测装配；其中，所述法向力检测装配包括：

设置在悬浮架顶面上的法向安装座；

轴承端与所述法向安装座相连接的第一杆端关节轴承；

顶端与所述第一杆端关节轴承的杆端相连接，用于检测直线电机对磁悬浮车辆的法向力的第一拉压力传感器；

顶端与所述第一拉压力传感器的底端相连接的第一连接螺杆，该第一连接螺杆的底端与所述直线电机的顶端通过第一球头杆端关节轴承相连接；

其中，所述第一杆端关节轴承、第一连接螺杆和第一球头杆端关节轴承的轴线均为竖直方向；

所述牵引力检测装配包括：

设置在所述直线电机上的电机端纵向安装座；

设置在所述悬浮架上的悬浮架端纵向安装座；

第二杆端关节轴承和第三杆端关节轴承，两者的轴承端分别与所述电机端纵向安装座和所述悬浮架端纵向安装座相连接，且所述第二杆端关节轴承的杆端与第三杆端关节轴承的杆端之间设置有用于检测所述直线电机对所述磁悬浮车辆的牵引力的第二拉压力传感器；