[发明专利]混合电动悬浮系统

说明书

一种利用超导车轨和导电车轨二者的混合电动悬浮系统。该混合系统减少了系统上引起的整体阻力，并减少了达到运行速度所需的动力量，同时解决了需要相对于车轨的速度以用于悬浮的问题。混合系统的总初始和运行成本可能低于单独使用超导或导电车轨，同时仍能实现高速运输的故障安全悬浮系统。

技术领域

本公开涉及悬浮系统。

背景技术

传统的被动电动悬架(EDS)悬浮系统具有多个缺点。图1示出了利用永磁体在导电车轨上悬浮车辆并且需要车辆相对于导电车轨运动以获得悬浮力的传统系统。该运动要求包含车轮或者当以低于发生悬浮的速度的速度行进时防止悬浮模块接触车轨表面的其他装置。

此外，由于导电车轨中的导电板内的涡流的产生和消散(源自导电板表面上的变化的磁场)，磁阻力阻挡车辆的向前运动。图2示出了阻力增加并且在约10英里每小时的速度下达到峰值，并且然后随着相对速度的增加而急剧下降。需要大量的动力来克服相对较低的速度(与预期用于高速运输的“巡航速度”相比)下的这种阻力。

利用包括高温超导材料的车轨的系统是有效的，但是非常昂贵。虽然没有与悬浮在超导车轨上的永磁体有关的磁阻力，但是由于永磁场中的缺陷而存在小的损耗。车轨整个长度使用超导材料的成本，以及将整个车轨保持在实现超导所需的临界温度下的冷却功率，导致高的初始和操作成本，使得传统的超导车轨技术不可能用于较长的路线。

因此，需要与使用导电板或超导体的磁悬浮轨道系统相比更具能量和成本效率的磁悬浮轨道系统。本公开满足了这种需求。

发明内容

本公开描述了一种用于铁路车轨的混合轨道。轨道包括连接到第二部分的第一部分，其中，第一部分包括超导体，并且第二部分包括导体。当第一磁场与第二磁场相互作用时，磁性耦合到包括轨道的车轨的车辆相对于第一部分悬浮。使用处于超导状态的超导体产生第一磁场，并且通过附接到车辆的磁体产生第二磁场。当第二磁场与导体相互作用时，车辆相对于第二部分悬浮。

轨道可以以许多方式实施，包括但不限于以下示例。

1.轨道，其中，第一部分具有第一锥形端部，并且第二部分具有第二锥形端部，使得第一锥形端部与第二锥形端部有效配合。

2.前述示例中的一个或任何组合的轨道包括第一部分，该第一部分包括具有第一壁和第二壁的抽空双壁管。第一壁形成/包围第一容积，以及第一壁和第二壁在第一壁和第二壁之间形成/包围第二容积。超导体设置在第一容积中，并且第二容积包括真空。

3.在又一个示例中，前述示例中的一个或任何组合的第一部分包括超导体，该超导体包括多个YBaCuO晶体。

4.在另一示例中，设置前述示例中的一个或任何组合的导体和磁体以便形成电磁悬架系统(EMS)，使得车辆响应于在第二磁场与包括铁磁材料的导体相互作用时产生的第二升力而悬浮L。

5.在又一个示例中，设置示例1-3中的一个或任何组合的导体和磁体以便形成电动悬架系统EDS，使得车辆1110响应于根据伦茨定律和洛伦兹力产生的第二升力F2而悬浮。

7.在另一示例中，前述示例中的一个或任何组合的导体包括具有槽和横档的固体导电板。

8.在又一个示例中，前述示例中的一个或任何组合的第二部分包括层压板，该层压板包括设置为由绝缘体隔开的导电材料的导体。

9.在另一示例中，前述示例中的一个或任何组合的磁体被设置成哈巴赫阵列。

10.在又一个示例中，前述示例中的一个或任何组合的第一部分具有在 100英尺到2000英尺的范围内的长度。

11.在又一个示例中，前述示例中的一个或任何组合的第一部分具有足够长的长度以使当从第一部分进入第二部分时车辆达到使得车辆的升阻比超过第二部分的最大升阻比的速度。