[发明专利]可变Halbach阵列永磁混合电磁悬浮系统

说明书

本发明在于提供一种可变Halbach阵列永磁混合电磁悬浮系统，包括导轨、内极Halbach阵列永磁体、悬浮线圈、内电磁铁芯、紧固螺钉、直角连接板、可移动永磁体、外电磁铁芯和外极Halbach阵列永磁体；导轨为软磁材料，F型结构；内电磁铁芯和外电磁铁芯为软磁硅钢片材料，与可移动永磁体共同组合构成U型结构铁芯，且内电磁铁芯与外电磁铁芯采用直角连接板和紧固螺钉进行固定连接；可移动永磁体位于U型结构铁芯中间，可被驱动上下运动；悬浮线圈绕制在内电磁铁芯或外电磁铁芯上；内电磁铁芯和外电磁铁芯两端分别布置有内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体，并与导轨磁极对应。本发明具有低功耗、大悬浮气隙、安全可靠的特点，适用于磁浮列车用电磁悬浮系统。

技术领域

本发明涉及一种电磁悬浮系统，尤其是一种磁浮列车用电磁悬浮系统。

背景技术

磁浮列车是一种新型的非接触式地面轨道交通运输工具，其取消了传统车辆赖以传动的轮子，从而实现了非粘着牵引和非接触运行。因此具有噪声小、振动低、速度范围宽、加减速快、爬坡能力强、维护费用低等特点，也被称为生态纯净的陆上绿色交通工具。而对于常导磁浮列车，其悬浮力全部由电磁铁提供，由于悬浮线圈具有一定的电阻，悬浮需要消耗较大的功率，因此悬浮气隙不能太大，一般为8~10mm左右，否则悬浮功率随气隙变化呈平方正比增加。所以由于运行中的能耗问题，影响了悬浮气隙的进一步增大。另一方面，由于悬浮气隙较小，列车对轨道的精度要求较高，误差一般在2mm以内，使得轨道的造价增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗、大悬浮气隙、安全可靠的可变Halbach阵列永磁混合电磁悬浮系统。

本发明的目的是这样实现的：本发明一种可变Halbach阵列永磁混合电磁悬浮系统，其特征是：包括导轨、内极Halbach阵列永磁体、悬浮线圈、内电磁铁芯、紧固螺钉、直角连接板、可移动永磁体、外电磁铁芯和外极Halbach阵列永磁体；导轨为软磁材料，F型结构；内电磁铁芯和外电磁铁芯为软磁硅钢片材料，与可移动永磁体共同组合构成U型结构铁芯，且内电磁铁芯与外电磁铁芯采用直角连接板和紧固螺钉进行固定连接，可移动永磁体位于内电磁铁芯与外电磁铁芯中间，可被驱动进行上下运动；悬浮线圈绕制在内电磁铁芯或外电磁铁芯上；内电磁铁芯和外电磁铁芯两端分别布置有内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体，并与导轨磁极对应。

本发明还可以包括：

1、可移动永磁体通过可移动永磁体夹具、齿条、齿轮与圆盘电机连接，由圆盘电机驱动其上下运动；

2、圆盘电机固定在外电磁铁芯上；

3、可移动永磁体可通过可移动永磁体夹具、紧固螺母和直线电机连接轴与直线电机连接，由直线电机驱动其上下运动；

4、直线电机固定在外电磁铁芯上；

5、内极Halbach阵列永磁体由三块小永磁体在水平方向粘结而成，它的中心永磁体块充磁方向朝下，两侧永磁体块充磁方向沿粘结方向朝内；

6、外极Halbach阵列永磁体由三块小永磁体在水平方向粘结而成，它的中心永磁体块充磁方向朝上，两侧永磁体块充磁方向沿粘结方向朝外；

7、可移动永磁体为水平方向充磁的永磁体；

8、内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体两者位置可进行调换；

9、内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体的中心永磁体块、可移动永磁体三者的充磁方向为顺时针或逆时针组合。