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、超高速运行要求磁浮列车具备更高的悬浮能力及稳定性，目前高速磁浮列车设计时速600公里，常导悬浮电磁铁可以满足运行需求，但随着速度的进一步提升，车辆垂向动态载荷加剧，对承载能力提出了更高要求。

2、虽然常导悬浮电磁铁可以通过增加电流提高悬浮能力，但增大电流会导致发热严重，存在烧毁的风险。而超导高速磁浮列车无法实现静态或低速悬浮，需借助机械支撑轮，由于高速、高承载及大冲击环境，对机械支撑轮的要求较高，磨损严重。同时超导高速磁浮为被动式悬浮，无法主动抑制振动，车辆动态性能受影响，不利于乘坐舒适性。

3、因此，如何改进磁浮列车的悬浮系统，使其具备较高的悬浮能力，同时能确保悬浮系统结构的安全性和乘坐舒适性，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、本技术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与电动斥力悬浮的集成，同时具备电磁及电动悬浮系统的优势，承载能力提升的同时可确保车辆运行的平稳性和安全性。

2、为解决上述技术问题，本技术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侧面安装的悬浮线圈位置对应，所述超导磁体通电后且在磁浮列车运行状态下，与所述悬浮线圈之间能够产生向上的分力；

5、所述悬浮系统的悬浮力包括所述电磁吸力和所述分力。

6、采用上述方案，将电磁悬浮系统和电动悬浮系统集成在一起，使磁浮列车的悬浮系统兼具了电磁悬浮系统和电动悬浮系统的优势；其中，电磁悬浮系统包括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；电动悬浮系统包括超导磁体和悬浮线圈，列车运行时，超导磁体产生的励磁磁场经过悬浮线圈，超导磁体内的超导线圈与悬浮线圈相互作用产生悬浮向上的分力，即被动悬浮力，随着速度提升，悬浮力会增大。实际应用中，在静态或低速下，磁浮列车可利用电磁悬浮系统实现车辆悬浮，在高速下，由电动悬浮系统承载，可大幅降低电磁悬浮系统的电流，避免e型电磁铁被烧坏，电磁悬浮系统主要起主动电磁阻尼作用，这样，既解决了电动悬浮系统静态或动态无法悬浮及动态性能无法主动调节的问题，又解决了电磁悬浮系统的e型电磁铁持续工作导致的发热严重及承载能力受限的问题。

7、总的来说，该方案提供的悬浮系统能有效降低e型电磁铁温升，提升承载能力，实现车辆动态性能的主动调节，保证平稳性及安全性，为磁浮列车的提速提供了技术支撑。

8、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述超导磁体还与轨道侧面安装的牵引线圈位置对应，所述超导磁体和所述牵引线圈均通电后，两者之间能够产生牵引磁浮列车前进的动力。

9、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述牵引线圈相对所述悬浮线圈远离所述超导磁体。

10、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述悬浮线圈为8字形线圈，所述8字形线圈具有两个环结构，两个所述环结构沿车高方向排布。

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车长方向排布的超导线圈，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，所述超导磁体还包括隔热外罩，偶数个所述超导线圈位于所述隔热外罩内。

13、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述隔热外罩为杜瓦结构。

14、如上所述的磁浮列车的悬浮系统，所述e型电磁铁包括沿车宽方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型电磁铁在车宽方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，三个凸部沿车宽方向排布，分别与三个所述极板的位置对应。

15、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。

16、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，和/或，所述磁极包括铁芯和绕制在所述铁芯上的绕组。

17、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；沿车宽方向，所述轨主体的底面两端均设有所述e型功能件，所述轨主体的两侧面均安装有所述悬浮线圈和所述牵引线圈；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，并在折弯部位安装所述e型电磁铁，所述架侧壁朝向所述t型轨的一面安装有所述超导磁体。

18、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安装有滑橇。

19、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、间隙传感器和超导磁体控制器；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供给至所述e型电磁铁的电压值；

20、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供给至所述超导磁体的电压值。

21、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，用于发送起付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；

22、所述e型电磁铁控制器用于根据接收到的起伏指令为所述e型电磁铁供电，所述超导磁体控制器用于根据接收到的起伏指令为所述超导磁体供电；

23、所述e型电磁铁控制器还用于根据接收到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落车指令减小所述超导磁体的超导线圈的电流。

24、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控制增大所述超导磁体的电流，并在高速阶段减小所述超导磁体的电流。

25、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反馈超导磁体的故障信号至所述e型电磁铁控制器，所述e型电磁铁控制器根据接收的故障信号控制增大与发生故障的超导磁体的位置对应的e型电磁铁的电流。

26、本技术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。

27、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。