[发明专利]一种永磁导轨

说明书

技术领域

本发明涉及高温超导磁悬浮技术，特别涉及一种永磁导轨。

背景技术

与以电磁吸力和电磁斥力为基础的电磁悬浮(EMS)和电动悬浮(EDS)技术相比，高温超导磁悬浮技术依靠高温超导体块材与外部磁场之间的磁通钉扎作用实现无源自稳定悬浮。该技术无需主动控制，且结构简单，因此已经成为实用磁悬浮技术的理想选择之一。然而，自2000年世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车问世以来已有15个年头，虽然各项基础研究已全面开展并成果卓著，但建造长距离实验线的成本依然很高，究其主要原因是永磁导轨的稀土元素含量较高。经过反复的优化设计之后，目前现有技术中的永磁导轨截面积为3000mm²，已经较2000年的世纪号的永磁导轨截面积(11552mm²)缩小了数倍。然而，现有技术中的永磁导轨还存在一些问题和缺陷。

图1为现有技术中的永磁轨道的横截面示意图。如图1所示，现有技术中的永磁轨道包括两个不导磁钢板1以及设置在两个不导磁钢板之间的永磁体组，该永磁体组由5块永磁体21～25组成，该永磁体组的磁化方向按照海尔巴赫阵列(Halbach Array)的方式排列，从而可以使用最少量的磁体产生最强的磁场。

图2为现有技术中的永磁导轨磁场分布的数值计算结果。如图2所示，根据数值计算结果可知，虽然导轨侧面和底面的磁场大部分已被转移至工作表面，但是导轨侧面和底面仍然存在较强的磁场，形成如图2所示的轨道上方磁力线分布密集而下方稀疏的不对称式磁场分布，因此导轨侧面和底面仍然具有较强的吸附支架等铁制品能力，从而给导轨的运输和安装带来极大的不便，需要使用较厚的不导磁材料进行安全隔离。另外，由于现有技术中的永磁导轨中的稀土元素含量较高，因此制造成本也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种永磁导轨，从而可以降低永磁导轨中稀土元素的用量和永磁导轨的造价，并在永磁导轨上方产生足够强的磁场的同时，有效地降低导轨侧面和底面的磁场强度。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种永磁导轨，该永磁导轨包括：设置在两侧的不导磁钢板、设置在所述不导磁钢板之间且紧密排列的钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组；

所述钕铁硼永磁体组设置在所述钡锶铁氧体组的上表面；

所述钕铁硼永磁体组由N块钕铁硼永磁体组成，所述钡锶铁氧体组由N块钡锶铁氧体永磁体组成，所述N为大于或等于5的自然数；

所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中各块永磁体的磁化方向均按照使导轨上方的磁场强度最大、导轨下方的磁场强度最小的方式排列。

较佳的，所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中各块永磁体的磁化方向均按照海尔巴赫阵列的方式排列。

较佳的，所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中各块永磁体的磁化方向的排列方式均为：

左起第1～N块永磁体的磁化方向分别依次按照如下的4个方向循环排列：向右、向上、向左、向下；

或者，所述N块永磁体的磁化方向均旋转90度或180度或270度。

较佳的，所述N为大于等于5的自然数。

较佳的，当所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中的永磁体的块数均为5块时，所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中各块永磁体的磁化方向的排列方式均为：

左起第1～5块永磁体的磁化方向分别为：向右、向上、向左、向下、向右；

或者，所述5块永磁体的磁化方向均旋转90度或180度。

较佳的，当所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中的永磁体的块数均为9块时，所述钕铁硼永磁体组和钡锶铁氧体组中各块永磁体的磁化方向的排列方式均为：

左起第1～9块永磁体的磁化方向分别为：向右、向上、向左、向下、向右、向上、向左、向下、向右；

或者，所述9块永磁体的磁化方向均旋转90度或180度或270度。