磁浮列车及其悬浮系统的制作方法

本发明涉及磁浮列车，特别是涉及一种磁浮列车及其悬浮系统。

背景技术：

1、随着相关技术的发展，磁浮列车的运行速度越来越高，目前国内外的磁浮列车最高试验速度可达600km/h以上，高速或超高速运行要求磁浮列车具备更高的悬浮能力及稳定性。

2、磁浮列车多采用常导悬浮电磁铁提供悬浮力，基本能够满足时速600公里的运行需要，但随着速度的进一步提升，车辆的垂向动态载荷加剧，对其承载能力提出了更高的要求。虽然常导悬浮电磁铁可以通过增加电流来提高悬浮能力，但增大电流会导致发热严重，存在烧毁的风险。

3、有鉴于此，如何改进悬浮系统，既能够保证磁浮车辆的悬浮稳定性，又能够减小电磁悬浮系统的负担，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种磁浮列车及其悬浮系统，该悬浮系统实现了电磁吸力悬浮系统与电动斥力悬浮系统的集成，在保证悬浮稳定性的同时，能够减小电磁悬浮系统的负担，提升车辆运行的安全性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种磁浮列车的悬浮系统，包括悬浮架，所述悬浮架上安装有e型电磁铁和超导磁体，所述超导磁体位于所述e型电磁铁的上方；

3、所述e型电磁铁与轨道上的e型功能件位置对应，所述e型功能件位于所述e型电磁铁的上方，所述e型电磁铁通电后能够与所述e型功能件之间产生电磁吸力；

4、所述超导磁体与轨道表面安装的板件配合，所述超导磁体位于所述板件的上方，所述超导磁体通电后且在磁浮列车运行状态下，与所述板件之间能够产生排斥力；所述板件为导电非导磁材料制成的板件；

5、所述悬浮系统的悬浮力包括所述电磁吸力和所述排斥力。

6、本发明提供的磁浮列车的悬浮系统将电磁吸力悬浮系统和电动斥力悬浮系统集成在一起，使悬浮系统兼具了电磁及电动悬浮系统的优势；其中，电磁吸力悬浮系统包括e型电磁铁和e型功能件，e型电磁铁在通电后产生磁场，经过e型功能件形成磁场回路，两者之间通过磁场产生电磁吸力，形成悬浮力，当e型电磁铁相对e型功能件发生横向偏移时，两者之间的磁场发生畸变，产生横向分量，从而产生被动导向力，最终实现主动悬浮以及被动导向功能；电动斥力悬浮系统包括超导磁体和导电非导磁的板件，超导磁体在供电后会产生强磁场，在列车运行时，与板件相对运动，强磁场切割板件，在板件内感应涡流及磁场，超导磁体和板件之间产生排斥力，形成悬浮力，会超导磁体和板件的设置会降低e型电磁体的载荷负担，减少e型电磁体的发热，协助实现悬浮功能。这样，通过电磁吸力悬浮系统和电动斥力悬浮系统的相互配合，能够有效降低e型电磁铁的温升，提升承载能力，在保证悬浮能力的基础上，实现悬浮的主动调节，保证平稳性及安全性，为车辆进一步提速提供技术支撑。

7、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述e型电磁铁包括沿磁浮列车的横向依次排布的三个极板，相邻两个极板之间设有磁极，并配置为所述e型电磁铁在横向上的两侧极性相同并与中间极性相反；所述e型功能件包括主体部和沿所述主体部的底端向下延伸的三个凸部，三个凸部沿磁浮列车的横向排布，分别与三个所述极板的位置对应。

8、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述e型电磁铁还包括磨耗板条，每个所述极板的顶端设有所述磨耗板条，且所述磨耗板条的横向尺寸与所述凸部的横向尺寸相同。

9、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述极板和所述磨耗板条均由导磁材料制成。

10、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述磁极包括铁芯和绕制在所述铁芯上的绕组。

11、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述超导磁体包括偶数个沿磁浮列车的横向排布的超导线圈，相邻两个所述超导线圈的极性相反设置。

12、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述轨道为t型轨，包括竖向支撑部和固设在所述竖向支撑部顶端的轨主体，所述板件安装在所述轨主体的顶部，沿横向，所述轨主体的底面两端均设有所述e型功能件；所述悬浮架包括架顶壁和固设在所述架顶壁两端的架侧壁，所述架侧壁的底端向靠近所述竖向支撑部的方向折弯，所述架侧壁的底端安装有所述e型电磁铁，所述架顶壁的底面安装有所述超导磁体。

13、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，还包括直线牵引电机，所述直线牵引电机包括电机转子和电机定子，一者安装在所述架侧壁朝向所述轨道的内壁面，另一者安装在所述轨主体的外侧壁，所述电机转子和所述电机定子的位置对应。

14、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述架顶壁朝向所述轨主体的底面还安装有滑橇。

15、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述板件为铝板或铜板。

16、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，还包括e型电磁铁控制器、第一供电电源和间隙传感器，所述间隙传感器用于检测所述e型电磁铁和所述e型功能件之间的间隙值，所述e型电磁铁控制器用于根据所述间隙值调节所述第一供电电源输出至所述e型电磁铁的电压值；

17、还包括超导磁体控制器和第二供电电源，所述超导磁体控制器与所述e型电磁铁控制器通信连接，并用于根据接收的所述e型电磁铁的电流值及所述间隙值调节所述第二供电电源输出值所述超导磁体的电压值。

18、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，还包括车载控制器，其与所述e型电磁铁控制器和所述超导磁体控制器通信连接，用于发送起伏指令或落车指令至所述e型电磁铁控制器和所述超导磁体控制器；

19、所述e型电磁铁控制器用于根据接收到的所述起伏指令控制所述第一供电电源为所述e型电磁铁供电，所述超导磁体控制器用于根据接收到的所述起伏指令控制所述第二供电电源为所述超导磁体供电；

20、所述e型电磁铁控制器还用于根据接收到的所述落车指令控制减小所述e型电磁铁的电流，且所述超导磁体控制器用于根据接收到的所述落车指令发送断电指令至所述第二供电电源，所述第二供电电源用于根据接收的所述断电指令减小所述超导磁体内超导线圈的电流。

21、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述e型电磁铁控制器和所述超导磁体控制器还用于以所述间隙值小于设定值为条件分别发送断电信号至所述第一供电电源和所述第二供电电源。

22、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述超导磁体控制器用于在低速阶段通过控制所述第二供电电源增大所述超导磁体的电流，并在高速阶段通过控制所述第二供电电源减小所述超导磁体的电流。

23、本发明还提供一种磁浮列车，包括车体和悬浮系统，所述悬浮系统为上述任一项所述的悬浮系统，所述悬浮架与所述车体之间通过悬挂系统连接。

24、由于上述悬浮系统具有上述技术效果，所以包括该悬浮系统的磁浮列车也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。

技术特征：

1.磁浮列车的悬浮系统，包括悬浮架，其特征在于，所述悬浮架上安装有e型电磁铁和超导磁体，所述超导磁体位于所述e型电磁铁的上方；

2.根据权利要求1所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述e型电磁铁包括沿磁浮列车的横向依次排布的三个极板，相邻两个极板之间设有磁极，并配置为所述e型电磁铁在横向上的两侧极性相同并与中间极性相反；所述e型功能件包括主体部和沿所述主体部的底端向下延伸的三个凸部，三个凸部沿磁浮列车的横向排布，分别与三个所述极板的位置对应。

3.根据权利要求2所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述e型电磁铁还包括磨耗板条，每个所述极板的顶端设有所述磨耗板条，且所述磨耗板条的横向尺寸与所述凸部的横向尺寸相同。

4.根据权利要求2所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述极板和所述磨耗板条均由导磁材料制成。

5.根据权利要求2所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述磁极包括铁芯和绕制在所述铁芯上的绕组。

6.根据权利要求1所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述超导磁体包括偶数个沿磁浮列车的横向排布的超导线圈，相邻两个所述超导线圈的极性相反设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述轨道为t型轨，包括竖向支撑部和固设在所述竖向支撑部顶端的轨主体，所述板件安装在所述轨主体的顶部，沿横向，所述轨主体的底面两端均设有所述e型功能件；所述悬浮架包括架顶壁和固设在所述架顶壁两端的架侧壁，所述架侧壁的底端向靠近所述竖向支撑部的方向折弯，所述架侧壁的底端安装有所述e型电磁铁，所述架顶壁的底面安装有所述超导磁体。

8.根据权利要求7所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，还包括直线牵引电机，所述直线牵引电机包括电机转子和电机定子，一者安装在所述架侧壁朝向所述轨道的内壁面，另一者安装在所述轨主体的外侧壁，所述电机转子和所述电机定子的位置对应。

9.根据权利要求7所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述架顶壁朝向所述轨主体的底面还安装有滑橇。

10.根据权利要求1-6任一项所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述板件为铝板或铜板。

11.根据权利要求1-6任一项所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，还包括e型电磁铁控制器、第一供电电源和间隙传感器，所述间隙传感器用于检测所述e型电磁铁和所述e型功能件之间的间隙值，所述e型电磁铁控制器用于根据所述间隙值调节所述第一供电电源输出至所述e型电磁铁的电压值；

12.根据权利要求11所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，还包括车载控制器，其与所述e型电磁铁控制器和所述超导磁体控制器通信连接，用于发送起伏指令或落车指令至所述e型电磁铁控制器和所述超导磁体控制器；

13.根据权利要求11所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述e型电磁铁控制器和所述超导磁体控制器还用于以所述间隙值小于设定值为条件分别发送断电信号至所述第一供电电源和所述第二供电电源。

14.根据权利要求11所述的磁浮列车的悬浮系统，其特征在于，所述超导磁体控制器用于在低速阶段通过控制所述第二供电电源增大所述超导磁体的电流，并在高速阶段通过控制所述第二供电电源减小所述超导磁体的电流。

15.磁浮列车，包括车体和悬浮系统，其特征在于，所述悬浮系统为权利要求1-14任一项所述的悬浮系统，所述悬浮架与所述车体之间通过悬挂系统连接。

技术总结
本发明公开了一种磁浮列车及其悬浮系统，该悬浮系统包括悬浮架，所述悬浮架上安装有E型电磁铁和超导磁体，所述超导磁体位于所述E型电磁铁的上方；所述E型电磁铁与轨道上的E型功能件位置对应，所述E型功能件位于所述E型电磁铁的上方，所述E型电磁铁通电后能够与所述E型功能件之间产生电磁吸力；所述超导磁体与轨道表面安装的板件配合，所述超导磁体位于所述板件的上方，所述超导磁体通电后且在磁浮列车运行状态下，与所述板件之间能够产生排斥力；所述板件为导电非导磁材料制成的板件。该悬浮系统实现了电磁吸力悬浮系统与电动斥力悬浮系统的集成，在保证悬浮稳定性的同时，能够减小电磁悬浮系统的负担，提升车辆运行的安全性。

技术研发人员：付善强,韩伟涛,类延霄,周颖,杨昌锋
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13