[发明专利]一种应用于磁悬浮列车的超导直线电机

说明书

本发明提供了一种应用于磁悬浮列车的超导直线电机，属于磁悬浮列车技术领域。包括均匀安装在轨道两侧的多个超导集成单元，以及均匀安装在列车两侧的与超导集成单元对应的多个超导线圈；超导集成单元包括依次并列的第一8字型线圈、第二8字型线圈和第三8字型线圈，分别与三相电源的U、V、W相连接；相邻的第一8字型线圈依次串联，相邻的第二8字型线圈依次串联，相邻的第三8字型线圈依次串联。本发明实现了集牵引、悬浮和侧向导向功能一体化，使磁悬浮列车的磁浮结构更加简单，减小了列车的重量，降低了设备安装的困难度，提高了运行可靠性；避免了端部效应的产生，提高了电机的牵引力和效率，降低了牵引力波动，提高了运行质量和运行效率。

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，具体涉及一种可为高速磁悬浮列车运行提供推力、悬浮力和侧向力，实现牵引、悬浮和侧向导向功能一体化的应用于磁悬浮列车的超导直线电机。

背景技术

在轨道交通领域，非接触式的磁悬浮交通由于其噪音低、无磨耗、安全性高，并且符合绿色出行的发展要求，成为现代轨道交通发展的重要方向。对于磁浮列车，牵引、悬浮和导向是其需要关注的重要环节。

在现有的高速磁浮系统中，列车是用直线同步电机驱动的：即通过安装在地面轨道的初级线圈和安装在磁浮列车上的次级来实现的。而悬浮和导向则是通过悬浮电磁铁或者其他线圈等装置实现的。因此，目前磁浮列车上产生所需的牵引力、悬浮力和实现自动导向的装置一般有两个或多个，这样就会使得磁浮结构比较复杂，同时会造成列车的重量增加、设备安装的困难度提高并降低列车的可靠性。另外，短初级的直线电机由于铁芯开端，在高速运行时有明显的端部效应，会大大降低电机的牵引力和效率；对于有铁芯的直线同步电机，由于齿槽的存在导致齿槽力的产生，从而影响牵引力波动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集牵引、悬浮和侧向导向功能一体化的应用于磁悬浮列车的超导直线电机，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种应用于磁悬浮列车的超导直线电机，包括沿轨道方向依次均匀安装在轨道两侧的多个超导集成单元，以及沿轨道方向均匀安装在列车两侧的与所述多个超导集成单元对应的多个超导线圈；

所述超导集成单元包括依次并列的三个“8”字型线圈，分别为第一“8”字型线圈、第二“8”字型线圈和第三“8”字型线圈，每一个“8”字型线圈分别与三相电源的U、V、W相连接；

相邻的第一“8”字型线圈依次串联，相邻的第二“8”字型线圈依次串联，相邻的第三“8”字型线圈依次串联。

优选的，所述“8”字型线圈包括相互对称的上半线圈和下半线圈，所述上半线圈的电流流出端与所述下半线圈的电流流入端连接，所述上半线圈的电流流动方向与所述下半线圈的电流流动方向相反。

优选的，所述第一“8”字型线圈与三相电源的U相连接，所述第二“8”字型线圈与三相电源的W相连接，所述第三“8”字型线圈与所述三相电源的V相连接。

优选的，若载有带电超导线圈的列车发生向下偏移时，超导线圈通过轨道两侧的“8”字型线圈时，“8”字型线圈内部产生感应涡流，并且下半线圈的感应电动势大于上半线圈的感应电动势，下半线圈产生的磁场与超导线圈产生的磁场方向相反。

优选的，若载有带电超导线圈的列车发生横向偏移时，超导线圈通过轨道两侧的“8”字型线圈时，轨道两侧相对的两个上半线圈之间的连线形成第一闭合回路，道两侧相对的两个上半线圈之间的连线形成第二闭合回路，第一闭合回路和第二闭合回路为超导线圈提供横向导向力。