一种主动与被动混合式阻尼控制系统及高速飞行列车的制作方法

1.本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种主动与被动混合式阻尼控制系统及高速飞行列车。


背景技术：

2.随着现在城市交通的发展，轨道交通一直致力于速度的提升。传统的车轮型铁路在高速化进程中，面临附着力限制和接触集电等问题。为建设可实现城市间超高速轨道交通设施，磁悬浮技术应运而生。超高速磁悬浮技术具有节省时间、可确保定时性、低污染、节省能源等优点，德国及日本在不断进行磁悬浮实用化的开发，在磁悬浮技术中应用了8字线圈。然而，由于8字线圈电流不连续，导致列车高速行驶伴随着车体振动，影响乘车舒适度，为提升列车稳定性，需要选择合适的阻尼方式。
3.阻尼方式分为主动式阻尼和被动式阻尼。被动式阻尼不需要电源供电，节省能源。但是，如果被动式阻尼不充分，将无法产生预期的阻尼效果，对此，日本提出了一种车载电源的主动式阻尼系统。然而，这样的主动式阻尼系统存在着耗费能源的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种主动与被动混合式阻尼控制系统及高速飞行列车，能够解决现有技术中的技术问题。
5.本发明提供了一种主动与被动混合式阻尼控制系统，其中，该系统包括8字线圈、被动式阻尼线圈、电流引线、主动式阻尼线圈和超导磁体，所述8字线圈设置在轨道上，所述被动式阻尼线圈和所述超导磁体对应于所述8字线圈设置在高速飞行列车的车体上，且所述超导磁体的中心线相对于所述8字线圈的中心线下沉预定高度，所述电流引线与所述主动式阻尼线圈连接并用于为所述主动式阻尼线圈通入电流，所述主动式阻尼线圈设置在所述被动式阻尼线圈表面。
6.优选地，所述被动式阻尼线圈的中心线与所述8字线圈的中心线重合。
7.优选地，所述被动式阻尼线圈对应于所述8字线圈设置在所述高速飞行列车的车体的内壁上。
8.优选地，所述超导磁体与设置在所述高速飞行列车的车体的内壁上的所述被动式阻尼线圈之间相距预定距离。
9.优选地，所述被动式阻尼线圈对应于所述8字线圈设置在所述高速飞行列车的车体的外壁上。
10.本发明还提供了一种高速飞行列车，其中，包括上述的主动与被动混合式阻尼控制系统。
11.通过上述技术方案，可以将主动式阻尼线圈与被动式阻尼线圈混合设置，在被动式阻尼不充分的情况，可以采用主动式阻尼，通过电流补充方式，达到了车体减震、提高乘车舒适度等效果。与被动式阻尼相比，本发明弥补了阻尼不充足的问题；与主动式阻尼相
比，本发明具有耗电少，节省能源等优点。
附图说明
12.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的示意图；
14.图2为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的多阻尼线圈拓扑结构图；
15.图3为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的示意图；
16.图4为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的多阻尼线圈拓扑结构图；
17.图5为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的单阻尼线圈拓扑结构图。
18.附图标记说明
[0019]1ꢀꢀꢀ
8字线圈；
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被动式阻尼线圈；
ꢀꢀ3ꢀꢀꢀꢀ
电流引线；
[0020]4ꢀꢀꢀ
主动式阻尼线圈；
ꢀꢀ5ꢀꢀꢀꢀ
超导磁体；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀ
车体。
具体实施方式
[0021]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0023]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0024]
图1为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的示意图；
[0025]
图2为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的多阻尼线圈拓扑结构图。
[0026]
如图1-2所示，本发明实施例提供了一种主动与被动混合式阻尼控制系统，其中，该系统包括8字线圈1、被动式阻尼线圈2、电流引线3、主动式阻尼线圈4和超导磁体5，所述8字线圈1设置在轨道上，所述被动式阻尼线圈2和所述超导磁体5对应于所述8字线圈1设置在高速飞行列车的车体6上，且所述超导磁体5的中心线相对于所述8字线圈1的中心线下沉预定高度，所述电流引线3与所述主动式阻尼线圈4连接并用于为所述主动式阻尼线圈4通入电流，所述主动式阻尼线圈4设置在所述被动式阻尼线圈2表面。
[0027]
通过上述技术方案，可以将主动式阻尼线圈与被动式阻尼线圈混合设置，在被动式阻尼不充分的情况，可以采用主动式阻尼，通过电流补充方式，达到了车体减震、提高乘车舒适度等效果。与被动式阻尼相比，本发明弥补了阻尼不充足的问题；与主动式阻尼相比，本发明具有耗电少，节省能源等优点。
[0028]
更具体地，在该实施例中，被动式阻尼线圈2、主动式阻尼线圈4和超导磁体5均设置在高速飞行列车的车体上并随车体的运动而运动。随着车体上下振动，被动式阻尼线圈2中产生感应电流，与8字线圈1中的电流相互作用产生阻尼力。主动式阻尼线圈4可以通过粘贴方式设置在被动式阻尼线圈2表面，在被动式阻尼不充分的情况下，可以在主动式阻尼线圈中通入相应的电流来控制列车稳定运行，从而实现车体减震的功能(即，主动式阻尼线圈与被动式阻尼线圈相贴合，当阻尼力不够时，主动式阻尼线圈通电以及时补充阻尼力，达到抑制车体振动的效果)。
[0029]
举例来讲，可以通过如下方式判断是否出现被动阻尼不充分的情况：利用激光位移传感器测得车体振动位移，当车体振动位移超出预期设定值时，判断出现被动阻尼不充分的情况，此时可以向主动式阻尼线圈4中通入适当的电流，从而增大(或减弱)阻尼线圈感应电流产生的感应磁场，有效控制阻尼力的大小，进而有效抑制车体振动。
[0030]
也就是，针对阻尼线圈侧，增强(或减弱)阻尼线圈感应的磁场，从而增强(或减弱)阻尼力，达到车体稳定运行的效果。
[0031]
本领域技术人员应当理解，上述利用激光位移传感器的方式仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
[0032]
根据本发明一种实施例，所述被动式阻尼线圈2的中心线与所述8字线圈1的中心线重合。
[0033]
也就是，当超导磁体处于稳定悬浮高度时，被动式阻尼线圈2的水平中心线与8字线圈1的水平中心线重合。
[0034]
由此，有效增大了阻尼系数，提高了阻尼线圈材料的利用率。
[0035]
根据本发明一种实施例，所述被动式阻尼线圈2对应于所述8字线圈1设置在所述高速飞行列车的车体6的内壁上。
[0036]
根据本发明一种实施例，所述超导磁体5与设置在所述高速飞行列车的车体6的内壁上的所述被动式阻尼线圈2之间相距预定距离。
[0037]
由于超导磁体5本身可以设置有隔热层(例如，杜瓦)，因此超导磁体5不受阻尼线圈和8字线圈发热的影响。而使超导磁体5与被动式阻尼线圈2之间相距预定距离，可以进一步避免阻尼线圈和8字线圈发热对超导磁体5的影响。
[0038]
根据本发明一种实施例，可替换地，所述被动式阻尼线圈2对应于所述8字线圈1设置在所述高速飞行列车的车体6的外壁上。
[0039]
由于阻尼线圈上存在感应涡流会导致阻尼线圈发热，所以通过将阻尼线圈设置在车体外侧，可以有效避免车体中不易散热的问题。
[0040]
本领域技术人员应当理解，虽然附图中示出的是一个超导磁体覆盖三个8字线圈，但其仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
[0041]
图3为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的示意图；
[0042]
图4为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的多阻尼线圈拓扑结构图；
[0043]
图5为根据本发明实施例的一种主动与被动混合式阻尼控制系统的单阻尼线圈拓扑结构图。
[0044]
如图3-5所示，本发明实施例还提供了另一种主动与被动混合式阻尼控制系统，其中，该系统包括8字线圈1、被动式阻尼线圈2、电流引线3、主动式阻尼线圈4和超导磁体5，所述8字线圈1设置在轨道上，所述被动式阻尼线圈2和所述超导磁体5对应于所述8字线圈1设置在高速飞行列车的车体6上，且所述超导磁体5的中心线相对于所述8字线圈1的中心线下沉预定高度，所述电流引线3与所述主动式阻尼线圈4连接并用于为所述主动式阻尼线圈4通入电流，所述主动式阻尼线圈4设置在所述超导磁体5表面。
[0045]
通过上述技术方案，可以将主动式阻尼线圈与被动式阻尼线圈混合设置，在被动式阻尼不充分的情况，可以采用主动式阻尼，通过电流补充方式，达到了车体减震、提高乘车舒适度等效果。与被动式阻尼相比，本发明弥补了阻尼不充足的问题；与主动式阻尼相比，本发明具有耗电少，节省能源等优点。
[0046]
更具体地，在该实施例中，被动式阻尼线圈2、主动式阻尼线圈4和超导磁体5均设置在高速飞行列车的车体上并随车体的运动而运动。随着车体上下振动，被动式阻尼线圈2中产生感应电流，与8字线圈1中的电流相互作用产生阻尼力。主动式阻尼线圈4可以通过粘贴方式设置在超导磁体5表面，在被动式阻尼不充分的情况下，可以在主动式阻尼线圈中通入相应的电流来控制列车稳定运行，从而实现车体减震的功能。
[0047]
举例来讲，可以通过如下方式判断是否出现被动阻尼不充分的情况：利用激光位移传感器测得车体振动位移，当车体振动位移超出预期设定值时，判断出现被动阻尼不充分的情况，此时可以向主动式阻尼线圈4中通入与超导磁体5同向(或反向)的电流控制列车稳定运行，起到车体减震的功能。
[0048]
也就是，针对超导磁体侧，可以通过减弱(或增强)超导磁体产生的源磁场来增强(或减弱)阻尼力，达到车体稳定运行的效果。
[0049]
本领域技术人员应当理解，上述利用激光位移传感器的方式仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
[0050]
根据本发明一种实施例，所述被动式阻尼线圈2的中心线与所述8字线圈1的中心线重合。
[0051]
也就是，当超导磁体处于稳定悬浮高度时，被动式阻尼线圈2的水平中心线与8字线圈1的水平中心线重合。
[0052]
由此，有效增大了阻尼系数，提高了阻尼线圈材料的利用率。
[0053]
根据本发明一种实施例，所述被动式阻尼线圈2对应于所述8字线圈1设置在所述高速飞行列车的车体6的内壁上。
[0054]
根据本发明一种实施例，所述超导磁体5与设置在所述高速飞行列车的车体6的内壁上的所述被动式阻尼线圈2之间相距预定距离。
[0055]
由于超导磁体5本身可以设置有隔热层(例如，杜瓦)，因此超导磁体5不受阻尼线圈和8字线圈发热的影响。而使超导磁体5与被动式阻尼线圈2之间相距预定距离，可以进一步避免阻尼线圈和8字线圈发热对超导磁体5的影响。
[0056]
根据本发明一种实施例，可替换地，所述被动式阻尼线圈2对应于所述8字线圈1设置在所述高速飞行列车的车体6的外壁上。
[0057]
由于阻尼线圈上存在感应涡流会导致阻尼线圈发热，所以通过将阻尼线圈设置在车体外侧，可以有效避免车体中不易散热的问题。
[0058]
本领域技术人员应当理解，虽然附图中示出的是一个超导磁体覆盖三个8字线圈，但其仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
[0059]
本发明实施例还提供了一种高速飞行列车，其中，包括上述实施例中所述的主动与被动混合式阻尼控制系统。
[0060]
从上述实施例可以看出，本发明上述实施例中所述的系统既解决了被动式阻尼不充分的问题，又改善了全主动式阻尼耗费能源的问题。
[0061]
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0062]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0063]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0064]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。