[发明专利]一种可变永磁混合电磁悬浮系统

说明书

本发明在于提供一种可变永磁混合电磁悬浮系统，包括导轨、悬浮线圈、内电磁铁芯、紧固螺钉、直角连接板、可移动永磁体和外电磁铁芯；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。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：本发明一种可变永磁混合电磁悬浮系统，其特征是：包括导轨、悬浮线圈、内电磁铁芯、紧固螺钉、直角连接板、可移动永磁体和外电磁铁芯；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和外电磁铁芯中间，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。

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、可移动永磁体为水平方向充磁的永磁体。

本发明的优势在于：本发明的可变永磁混合电磁悬浮系统，采用了可移动永磁体结构。在电磁铁芯中布置可移动永磁体，一方面当悬浮线圈驱动功率相等的情况下直接有助于扩大悬浮气隙；另一方面通过调控可移动永磁体在电磁铁芯中的位置，改变其在磁路中的励磁能力和整个磁路的磁阻，进而可根据系统负载的变化，使永磁体产生的作用力达到负载力的80%~120%，始终使悬浮线圈保持以较小的功耗来调控系统处于平衡点位置或稳定的悬浮气隙范围，进而在全工况范围降低系统的功耗，同时不会使电磁铁芯与导轨完全吸合出现锁死现象。此外，系统增加了永磁体位置调控变量，增加了一个控制自由度，可额外设置基于永磁体位置调控的控制器，作为冗余控制器，在基于励磁线圈电流调控的控制器失效时启动，增加系统安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中可移动永磁体向下移动后的结构示意图。

图3为本发明可移动永磁体驱动装置为直线电机时的结构示意图。

图4为本发明可移动永磁体驱动装置为直线电机时并驱动其向下移动后的结构示意图。