[发明专利]悬挂式轨道交通设备以及其中的磁电混合悬浮轨系统

说明书

一种悬挂式轨道交通设备以及其中的磁电混合悬浮轨系统，包括控制单元、路轨和车载磁电轨。所述车载磁电轨，包括至少两列沿所述轿厢的运行方向排列的车载永磁体阵列、电磁铁以及距离传感器；所述路轨，包括有路轨永磁体阵列，所述路轨永磁体阵列与所述车载永磁体阵列间隔交错，通过互斥的磁极使所述路轨和车载磁电轨实现自稳。同时，所述距离传感器、控制单元和电磁铁形成闭环控制系统，其中的控制单元通过距离传感器的数据控制电磁铁中的励磁电流的大小，使所述励磁电流激发磁场保持所述路轨永磁体阵列与所述车载永磁体阵列不接触，以实现悬停。本发明悬停刚度大，路轨和车载磁电轨构成自稳的系统，载重时振动小。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及利用磁悬浮驱动的轨道交通设 备。

背景技术

轨道交通，因其线路相对独立，调度便捷，承载能力可观等优势， 逐渐受到广泛关注。而利用磁悬浮技术驱动的轨道交通设备，则因其速 度快、爬坡能力强、转弯半径小及其在经济环保等方面的优势，普遍被 认为是21世纪交通工具的发展方向。

目前技术比较成熟的磁悬浮轨道交通设备，按照其电磁力作用原理 进行划分，主要包括有以下两种驱动方式：电磁悬浮驱动，和电动悬浮 驱动。电磁悬浮(Electromagnetic suspension，简称EMS)，是利用 常导电磁铁与强导磁体之间的吸引力来实现悬浮。EMS型磁悬浮列车的 悬浮高度一般为8-12mm，此种悬浮方式，通过车载位于轨道下方的电 磁铁与轨道产生电磁吸引力从而实现列车的悬浮。但，EMS型列车不能 自稳定悬浮。采用EMS驱动的轨道交通设备必须以较大励磁电流激励电 磁铁中产生与轨道相匹配的磁场，才能实现列车的稳定悬浮。虽然现在 大部分的磁悬浮列车都是采用EMS型悬浮方式，例如德国的TR型磁悬 浮列车、日本的HSST型磁悬浮列车。但，EMS型磁悬浮列车耗能较高。 并且，由于电磁装置必须承载较大励磁电流才能维持稳定悬浮，而励磁 电流会在电子器件上产生较大热量，因此，EMS方式驱动的轨道交通设 备较难在长时间内维持其内各种悬浮传感器稳定工作。

另一种磁悬浮方式是电动悬浮(Electrodynamics suspension，简 称EDS)，此种悬浮力产生的原理是：变化的电磁场在金属导体中感应 涡流，涡流磁场与原磁场的激励磁场方向相反，产生排斥力。EDS型磁 悬浮列车的悬浮间隙较大，一般为100-150mm。但，EDS型磁悬浮列车 无法实现静浮，列车必须达到一定运行速度后才能产生足够的悬浮力使 列车悬浮起来。因此通常需要额外的机械结构以避免涡流导体因相互接 触而磨损。

基于上述的磁悬浮技术，悬挂式轨道列车交通运输系统正悄然走近 人们的生活。区别于传统的、在铁轨上运行的列车，悬挂式轨道交通设 备的轨道由钢梁或者混凝土浇筑的立柱支撑在空中，悬挂式轨道交通设 备的轿厢由上述轨道支撑，吊起在空中运行。悬挂式轨道列车交通运输 系统，因其占地面积少，有利于改善城市公共交通环境，并且能够给乘 客带来良好的空间视觉感受，使乘客有很好的乘车体验，而被广泛关注。

但是，由于EMS悬浮方式无法实现自稳，而EDS悬浮方式无法静浮， 因此，目前的悬挂式轨道列车还需要轮轨支承来实现悬停。但轮轨支承， 运行时机械磨损大，维修难度高，运行过程中也经常因轮轨摩擦而产生 噪音，影响乘车体验。

因此，目前急需一种能够克服上述驱动方式弊端的、能够应用于悬 挂式轨道交通设备的磁悬浮技术。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种悬挂式 轨道交通设备以及其中的磁电混合悬浮轨系统。