[发明专利]一种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、电磁铁芯和外极Halbach阵列永磁体；导轨为软磁材料，F型结构；电磁铁芯为软磁硅钢片材料，U型结构，其端部为扩张型，同时布置有内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体，并与导轨磁极对应；悬浮线圈绕制在电磁铁芯上。本发明具有低功耗、大悬浮气隙的特点，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、大悬浮气隙的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、电磁铁芯和外极Halbach阵列永磁体；导轨为软磁材料，F型结构；电磁铁芯为软磁硅钢片材料，整体为U型结构，两端部带有T型扩张结构，同时布置有内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体，并与导轨磁极对应；悬浮线圈绕制在电磁铁芯上。

本发明还可以包括：

1、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；

2、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；

3、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；

4、内极Halbach阵列永磁体和外极Halbach阵列永磁体的宽度与电磁铁芯端部的宽度相等。

本发明的优势在于：本发明的Halbach阵列永磁混合电磁悬浮系统，采用了Halbach阵列永磁磁极结构。由于电磁铁芯两端布置有Halbach阵列永磁体，其相比在系统磁路中直接串并联永磁体，在永磁体用量相等的情况下其可产生更大的电磁吸力，进而可减小悬浮线圈电流，降低系统的功耗和悬浮线圈发热量，提高经济性、系统寿命和安全可靠性，同时有助于扩大悬浮气隙。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为内极Halbach阵列永磁体结构示意图。

图3为外极Halbach阵列永磁体结构示意图。

图中，1：导轨；2：内极Halbach阵列永磁体；3：悬浮线圈；4：电磁铁芯；5：外极Halbach阵列永磁体；6：内极Halbach阵列永磁体的中心永磁体块；7：外极Halbach阵列永磁体的中心永磁体块。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述。