[发明专利]电磁道岔用电磁铁、电磁道岔及转辙方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁道岔技术，具体涉及电磁道岔用电磁铁，采用该电磁铁结 构的电磁道岔，以及利用该电磁道岔进行转辙的方法。

背景技术

目前关于电磁道岔用电磁铁的研究较少，只有一篇“ATurnoutSwitchfor aSuperconductivelyLevitatedLinearTransportSystem”的文章描述了关 于电磁道岔用电磁铁的相关研究进展。

该电磁铁通过线圈通电产生磁场，用铁轭聚集磁力线至磁极(即轨道面)， 从而产生能实现左转或右转所需要的特定磁场。

现有电磁铁所产生的磁通密度不能达到永磁体磁通密度的大小，从而导致 轨道上表面磁场在道岔处不均匀，进而引起高温超导磁浮车在通过道岔时运行 不平稳的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁道岔用电磁铁、电磁道岔及转辙方法，以 解决电磁道岔产生磁通密度与永磁轨道的磁通密度相匹配的问题。

本发明专利涉及一种电磁道岔用电磁铁，其包括：铁芯和线圈，所述铁芯 包含四个分支，四个分支从左向右依次并排设置，同一侧的一端汇集为一体， 靠左的两个分支的另一端汇集后延伸出磁极A，靠右的两个分支的另一端汇集后 延伸出磁极B；每个分支上缠绕一个线圈，四个线圈连接；靠左的两个分支上的 线圈的通电方向和靠右的两个分支上的线圈通电方向不同。

在一些实施例中，优选为，靠左的两个分支上的线圈通电方向相同；靠右 的两个分支上的线圈通电方向相同。

在一些实施例中，优选为，所述铁芯的拐角处倒圆角。

在一些实施例中，优选为，所述铁芯为铁钴合金铁芯，所述线圈为铜线圈。

在一些实施例中，优选为，铁芯体积为20mm×180mm×260mm。

本发明还提供了一种包含上述电磁铁的电磁道岔，所述电磁铁垂直于分岔 处永磁轨道，电磁道岔用电磁铁的磁极嵌入所述永磁轨道内，磁极A和磁极B 处于分岔处的中心位置，二者之间相间一块永磁体大小的空隙。

在一些实施例中，优选为，所述永磁轨道采用钕铁硼永磁体，为Halbach 型永磁轨道。

本发明还提供了一种利用所述的电磁道岔进行转辙的方法，其包括：

确定待转辙方向；

根据待转辙方向对线圈通电，以在待转辙方向上产生均匀磁场，在非待转 辙方向上产生不均匀磁场。

在一些实施例中，优选为，所述根据待转辙方向对线圈通电的方式为：

当左转时：靠右的两个分支上的线圈通电方向为自纸内向纸外，靠左的两 个分支上的线圈通电方向为自纸外向纸内；

当右转时：靠右的两个分支上的线圈通电方向为自纸外向纸内，靠左的两 个分支上的线圈通电方向为自纸内向纸外。

本发明实施例提供的电磁道岔用电磁铁、电磁道岔及转辙方法，与现有技 术相比，该电磁铁结构包括：铁芯和线圈，所述铁芯包含四个分支，四个分支 从左向右依次并排设置，实现Halbach阵列电磁道岔最关键的部件为电磁铁， 本专利提出了可用于实现Halbach阵列的电磁道岔用电磁铁的设计方案。同一 侧的一端汇集为一体，靠左的两个分支的另一端汇集后延伸出磁极A，靠右的两 个分支的另一端汇集会延伸出磁极B；每个分支上缠绕一个线圈，四个线圈连接； 根据上述连接方式，可对靠左的两个分支和靠右的两个分支线圈分别通以不同 方向的电流。在保证电磁道岔可行性的基础上将电磁铁的三个磁极简化为两个 磁极，降低了制造电磁铁所需要的成本；为了保证电磁道岔的稳定性，电磁铁 的磁通密度需要与永磁体的磁通密度相匹配，该电磁铁采用上述特殊形状的铁 芯，采用多个线圈以产生更大的磁通密度，根据以上设计可以通过简单的调节 电磁铁通电电流大小即可达到与永磁体匹配的磁通密度。

附图说明

图1为本发明一个实施例中电磁道岔用电磁铁的示意图；

图2为本发明一个实施例中Halbach型永磁轨道电磁道岔结构示意图；

图3为本发明一个实施例中Halbach型永磁轨道电磁道岔原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。