[发明专利]带超导带材的电磁铁、电磁道岔及转辙方法

说明书

本发明涉及电磁道岔技术，具体涉及一种带超导带材的电磁铁，采用该电磁铁的电磁道岔和转辙的方法。电磁铁包括：铁芯、超导带材和低温容器；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超导带材，四个超导带材连接；靠左的两个分支上的超导带材的通电方向和靠右的两个分支上的超导带材通电方向不同；超导带材置于低温容器的冷却液中。本发明在铁芯上缠绕超导带材，由于超导带材的高临界电流密度，可以产生更大的磁通密度，足以提供车辆悬浮的磁场。使用低温液体为超导带材提供低温环境。

技术领域

本发明涉及电磁道岔技术，具体涉及带超导带材的电磁铁，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，文章“A Turnout Switch for aSuperconductively Levitated Linear Transport System”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。CN201610173560.6公开了电磁道岔用电磁铁，其包括：铁芯和线圈，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；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。利用该设置分支的铁芯，缠绕线圈产生较大的磁通密度，调节电磁铁通电电流大小产生与永磁体匹配的磁通密度。但是，该专利利用电磁体通电线圈难以产生与永磁体相匹配的磁通密度，且通电线圈发热导致电磁道岔不能持续性工作。由于磁通线总是选择磁阻最小的路径通过，因此专利1中的平行磁极A和磁极B，两极间的磁通量最大，不利于提高磁极上方的磁通密度。

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、超导带材和低温容器；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所述超导带材，四个所述超导带材连接；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；所述超导带材置于所述低温容器的冷却液中。

在一些实施例中，优选为，靠左的两个分支上的超导带材通电方向相同；靠右的两个分支的超导带材通电方向相同。

在一些实施例中，优选为，所述磁极A和所述磁极B之间的距离自分支汇集端向延伸尾端逐渐减小。

在一些实施例中，优选为，所述铁芯的拐角处倒圆角。

本发明还提供了一种包含所述电磁铁的电磁道岔，所述电磁铁垂直于永磁轨道，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，且为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；

根据待转辙方向对超导带材通电，以在待转辙方向上产生与轨道永磁体相匹配的均匀磁场，在非待转辙方向上产生不均匀磁场。