[发明专利]一种具有电磁永磁混合式减重机构的悬挂式单轨列车系统

说明书

本发明公开了一种具有电磁永磁混合式减重机构的悬挂式单轨列车系统，由悬挂式轨道箱梁和通过其上的胶轮在轨道箱梁轨道上运行的转向架和悬挂在转向架上的列车车体构成，其特征在于，在箱梁轨道内侧和转向架之间设置有电磁永磁混合式减重机构，通过控制电流的大小从而控制减重轨与减重电磁铁之间吸力的大小，进而控制悬挂式单轨列车胶轮与轨道之间压力的大小。实现低速情况下小幅度减重，高速情况下大幅度减重的功能，有效减少胶轮的损耗，降低系统能耗，提高悬挂式单轨列车的性能。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种具有电磁永磁混合式减重机构的悬挂式单轨列车系统。

背景技术

悬挂式列车是一种新制式轨道交通工具，作为一种多元化的城市轨道交通系统，具有占地面积少，建设周期短，投资成本低等诸多优点，可服务于旅游区的观光揽胜、城市楼宇之间的立体交通、高架立交的补充交通等，凭借其自身诸多优点预计将在我国有着广阔的发展及应用前景。

目前，现有的悬挂式单轨车辆为达到降噪目的，其走行轮大多采用胶轮。而走行轮本身承载车辆重力，在实际运营过程中胶轮的磨耗较为严重，进而造成系统运营维护成本增高。鉴于此，如采用磁悬浮方式实现悬挂式交通，考虑可通过三种途径优化该问题：一是通过车辆悬浮和非接触驱动的方式，使得车辆与轨道之间完全无直接的机械接触，以避免胶轮与轨道走行面发生机械冲击和磨损；二是通过悬浮减重的方式，减小胶轮与轨道之间的正压力，实现减少胶轮所受的机械冲击和摩擦阻力，达到增加胶轮的使用寿命的目的，适用于低速交通；三是通过车辆悬浮实现与轨道非接触，通过胶轮侧面接触式驱动实现走行，在这种方式下，胶轮承担驱动和导向的任务，但由于不承担车辆的自重，所以摩擦力也有效降低，起到增加胶轮寿命的作用，也适用于低速交通。当前，德国、日本、美国、中国均开展了对悬挂式单轨列车的研究，中国的贵州黄果树、四川成都、天津滨海新区等城市均已有项目的规划和建设，研究优化制式的悬挂式列车，对多元化交通和未来交通模式探索均是迫切而有益的。

发明内容

基于上述的第二种方式，本发明提出了一种具有电磁永磁混合式减重机构的悬挂式单轨列车系统，其特点是能有效降低胶轮负担，延长胶轮使用寿命，减少维护工作量，同时因加入永磁体，减重系统的能耗会有效降低。

本发明的技术方案如下：

一种具有电磁永磁混合式减重机构的悬挂式单轨列车系统，由悬挂式轨道箱梁和通过其上的胶轮在轨道箱梁轨道上运行的转向架和悬挂在转向架上的列车车体构成。在箱梁轨道内侧和转向架之间设置有电磁永磁混合式减重机构：由高磁通材料制得的减重轨101置于箱梁轨道内侧顶部，两个减重电磁铁和一个置于两个减重电磁铁之间的永磁铁104设置在转向架顶部正对减重轨位置，与减重轨构101成电磁耦合；转向架上还置有控制各减重电磁铁工作电流大小的减重控制器105；转向架上还置有用于监测减重电磁铁上表面与减重轨101之间的距离传感器107和监测转向架相对运行速度并将信号传递至减重控制器105的速度传感器106。

这样，减重电磁铁与永磁铁共同构成混合式减重磁铁，安装在悬挂式单轨列车系统的转向架上部，与减重轨位置对应，其中两个减重电磁铁具有相同结构尺寸，布置在两端，永磁铁布置在中间。减重控制器安装在转向架上，用于控制输入减重电磁铁的电流大小；速度传感器安装在转向架上，用于为减重控制器提供列车速度信息；所述距离传感器安装在转向架上，用于检测减重电磁铁与减重轨之间的距离，并将距离值送入减重控制器。在实际运行时，减重控制器根据速度传感器提供的列车速度值和距离传感器提供的减重电磁铁与减重轨之间的距离值来控制输入减重电磁铁的电流大小。从而调节减重电磁铁与减重轨之间的吸力。