基于Halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体及涡流制动系统的制作方法

文档序号:23546859发布日期:2021-01-05 21:01阅读:92来源:国知局
基于Halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体及涡流制动系统的制作方法

本发明属于制动技术领域,具体涉及一种基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体及涡流制动系统。



背景技术:

目前,列车运动系统常用的制动方式都是基于接触式阻力的制动,例如空气制动(与空气阻力)、液压制动(液压抱紧,刹车片摩擦阻力)还有利用水或沙土的阻力使运动体减速等制动方式。然而,空气制动的制动力较小;液压制动的制动力由摩擦系数和液压压力决定,容易受干、湿、结冰等天气影响,液压系统能力有限,增加压力会有漏油的危险,难以满足高速度或大质量的制动需求,且摩擦导致设备磨损严重,维护成本高;利用水或沙土的阻力制动,回收和再次利用困难,容易造成运动载体以及上面的电气设备损坏。

涡流制动利用磁体与感应板或感应线圈电磁作用,感应涡流,产生电磁制动力,作为一种非接触制动方式,制动力不受接触面状态影响,系统稳定可靠,且无磨损、维护成本低、使用寿命长,节能、环保、无粉尘和噪声污染,具有良好的制动性能,广泛应用于高速列车、磁浮列车、汽车缓速器、电磁弹射系统等。

现有常见的磁体主要有三种形式:电磁铁、永磁体以及超导磁体:

(1)电磁铁是将导线绕在铁芯上,导线通入电流,产生磁场。导线一般采用电导率较高的铜线或铝线;铁芯一般采用磁导率较高的软铁或硅钢材料,形状根据需要设计,常见的有长条形、马蹄形、u型等。磁场强度与结构尺寸、电流大小和铁芯的磁导率等因素相关,磁场方向可以用安培定则判断。电磁铁结构简单、制作方便,但常导导线载流能力有限,电流较大时,电阻损耗较大,电磁铁发热严重,且铁磁材料存在磁饱和,磁通密度一般不超过1.5t。

(2)永磁体材料充磁后可长期保存磁性,不容易消磁,也不容易被磁化。永磁体材料主要有稀土材料和铁氧体材料。磁场强度与结构尺寸、材料特性和加工工艺等因素有关,一般永磁体的剩磁不超过1.5t。永磁体结构简单,但是设计好后,性能确定,无法改变,且永磁体结构强度较差,性能受温度、振动等环境影响,安装维护困难。

(3)超导磁体有两种,一种为超导带材绕制成超导线圈,通电后产生磁场;另一种为超导块材,充磁后产生磁场。随着超导材料的发现和技术的发展,超导材料的工作温度和性能得到大幅的提升,第二代高温超导带材在77k的温度下,临界电流最高可以达到109a/cm2,磁通密度最大可以达到7t;超导块材,在30k的温度下,磁通密度最大可以达到15t。超导磁体的磁场强度与材料特性、结构尺寸以及工作温度等因素有关。超导带材载流密度大、且零电阻、损耗小,超导磁体磁场强,但超导磁体正常工作需要足够的低温环境,且在振动、交变磁场中存在损耗,严重时有失超的风险。



技术实现要素:

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体及涡流制动系统,其具有良好的磁场特性,同时可以有效磁屏蔽,避免对电气设备或人体的影响,同时,设计新的涡流制动系统从而在整个运动过程中均能获得较大的制动力。

一方面,本发明的目的通过以下技术方案实现:提供一种基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体,由若干个永磁超导混合磁体组成,若干个所述永磁超导混合磁体按不同设置方向呈直线排列,所述永磁超导混合磁体包括永磁体、超导线圈、保护壳和中空的低温设备,所述永磁体、超导线圈、保护壳均设置于低温设备内,所述保护壳包裹永磁体设置,所述超导线圈绕设在保护壳上,且与外部设置的供电设备连接。

作为进一步的改进,所述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体为单周期单边直线型永磁超导混合磁体,由若干个永磁超导混合磁体呈单一直线依次排列组成,且第一个永磁超导混合磁体与最后一个永磁超导混合磁体的设置方向相同。

作为进一步的改进,所述单周期单边直线型永磁超导混合磁体由五个永磁超导混合磁体呈单一直线依次排列组成,具体表现为:

第一个永磁超导混合磁体竖直放立,电流从位于第一个永磁超导混合磁体右侧的超导线圈流入,从位于第一个永磁超导混合磁体左侧的超导线圈流出;

第二个永磁超导混合磁体相对第一个永磁超导混合磁体逆时针旋转90°设置,电流从位于第二个永磁超导混合磁体上侧的超导线圈流入,从位于第二个永磁超导混合磁体下侧的超导线圈流出;

第三个永磁超导混合磁体相对第二个永磁超导混合磁体逆时针旋转90°设置,电流从位于第三个永磁超导混合磁体左侧的超导线圈流入,从位于第三个永磁超导混合磁体右侧的超导线圈流出;

第四个永磁超导混合磁体相对第三个永磁超导混合磁体逆时针旋转90°设置,电流从位于第四个永磁超导混合磁体下侧的超导线圈流入,从位于第四个永磁超导混合磁体上侧的超导线圈流出;

第五个永磁超导混合磁体相对第四个永磁超导混合磁体逆时针旋转90°设置,电流从位于第五个永磁超导混合磁体右侧的超导线圈流入,从位于第五个永磁超导混合磁体左侧的超导线圈流出。

作为进一步的改进,所述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体为多周期单边直线型永磁超导混合磁体,由奇数个永磁超导混合磁体呈单一直线依次排列组成,且所述多周期单边直线型永磁超导混合磁体以位于中间位置的永磁超导混合磁体为中心左右对称设置。

作为进一步的改进,所述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体为单周期双边直线型永磁超导混合磁体,由偶数个永磁超导混合磁体呈上下两条直线间隔排列组成,其中一半所述永磁超导混合磁体组成位于上部的单周期单边直线型永磁超导混合磁体一,另外的一半所述永磁超导混合磁体组成位于下部的单周期单边直线型永磁超导混合磁体二,单周期单边直线型永磁超导混合磁体一和单周期单边直线型永磁超导混合磁体二中第一个永磁超导混合磁体均与最后一个永磁超导混合磁体的设置方向相同,且其处于相同奇数位的永磁超导混合磁体的设置方向相同,处于相同偶数位的永磁超导混合磁体的设置方向相反。

作为进一步的改进,所述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体为多周期双边直线型永磁超导混合磁体,所述多周期双边直线型永磁超导混合磁体由上下间隔设置且相互对应的多周期单边直线型永磁超导混合磁体一和多周期单边直线型永磁超导混合磁体二组成,多周期单边直线型永磁超导混合磁体一和多周期单边直线型永磁超导混合磁体二由数量相同的奇数个永磁超导混合磁体呈单一直线依次排列组成,且其均以位于中间位置的永磁超导混合磁体为中心左右对称设置,多周期单边直线型永磁超导混合磁体一和多周期单边直线型永磁超导混合磁体二中处于相同奇数位的永磁超导混合磁体的设置方向相同,处于相同偶数位的永磁超导混合磁体的设置方向相反。

作为进一步的改进,同一条直线上相邻的永磁超导混合磁体之间的设置方向相差90°。

上述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体,一方面,当超导线圈失超时,永磁体还能够产生磁场,产生电磁力,起到冗余保护作用;另一方面,通过halbach阵列能够将磁场集中在磁体的一侧,同时减弱另一侧的磁场,具有良好的磁场特性,且可以有效磁屏蔽,避免对电气设备或人体的影响。

另一方面,本发明的目的通过以下技术方案实现:提供一种涡流制动系统,用于轨道上,所述轨道上沿其长度方向铺设有导电感应件,运行于轨道上的车辆底部设置有其上所述的基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体,所述直线型永磁超导混合磁体与导电感应件相互作用,构成涡流制动系统。

再一方面,本发明的目的通过以下技术方案实现:提供一种涡流制动系统,用于轨道上,所述轨道上沿其长度方向铺设有其上所述的基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体,单周期单边直线型永磁超导混合磁体一位于轨道的上方,单周期单边直线型永磁超导混合磁体二相应地位于轨道的下方,且运行于轨道上的车辆底部设置有导电感应件,所述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体与导电感应件相互作用,构成涡流制动系统。

最后,本发明的目的通过以下技术方案实现:通过一种涡流制动系统,用于轨道上,所述轨道上沿其长度方向铺设有其上的基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体,多周期单边直线型永磁超导混合磁体一位于轨道的上方,多周期单边直线型永磁超导混合磁体二相应地位于轨道的下方,且运行于轨道上的车辆底部设置有导电感应件,所述基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体与导电感应件相互作用,构成涡流制动系统。

本发明的涡流制动系统具有可实现快速、安全的涡流制动的优点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体一实施例的剖视示意图。

图2是永磁超导混合磁体的结构示意图,其中,右侧箭头方向为电流流入方向,左侧箭头方向为电流流出方向。

图3是永磁超导混合磁体的剖视示意图,其中,右图中“×”表示电流流入方向,“·”表示电流流出方向。

图4是单周期双边直线型永磁超导混合磁体的剖视示意图。

图5是两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体的剖视示意图。

图6是两个周期的双边直线型永磁超导混合磁体的剖视示意图。

图7是涡流制动系统一实施例的结构示意图。

图8是两个周期的双边直线型永磁超导混合磁体的磁力线分布图。

图9是两个周期的双边直线型永磁超导混合磁体的感应强度分布图。

图10是涡流制动系统一实施例的制动力曲线图。

附图标记说明:

1-永磁超导混合磁体、11-永磁体、12-超导线圈、13-保护壳、14-低温设备、2-感应板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为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,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

如图1至图3所示,本发明实施例提供的一种基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体1,由若干个永磁超导混合磁体1组成,若干个永磁超导混合磁体1按不同设置方向呈直线排列,同一条直线上相邻的永磁超导混合磁体1之间的设置方向优选相差90°,具体地,该永磁超导混合磁体1包括永磁体11、超导线圈12、保护壳13和中空的低温设备14,永磁体11、超导线圈12、保护壳13均设置于低温设备14内,保护壳13包裹永磁体11设置,超导线圈12绕设在保护壳13上,且与外部设置的供电设备连接。上述保护壳13可采用钛合金和不锈钢材料制作,一方面保护内部永磁体11、支撑外部的超导线圈12,减小永磁体11与超导线圈12的受力,另一方面,钛合金和不锈钢材料产生涡流损耗小,减少发热,减小对永磁体11和超导线圈12的影响。同时,上述永磁超导混合磁体1结合永磁体11和超导线圈12,将两者磁场叠加,进一步增强磁场,提高电磁力,且永磁体11性能相对稳定,当超导线圈12失超(相当于超导线圈12失效)时,永磁体11仍然可以工作,产生电磁力,能起到一定的冗余保护作用。同时,本发明通过halbach阵列能够将磁场集中在磁体的一侧,同时减弱另一侧的磁场,具有良好的磁场特性,且可以有效磁屏蔽,避免对电气设备或人体的影响。优选地,上述低温设备14为杜瓦,其内装有用于保持超导线圈12处于低温环境的冷却介质或其通过与外部设置的制冷机连接用于保持超导线圈12处于低温环境,需要说明的是,该低温设备14并不仅限于杜瓦,也可为恒温器。

在实施例一中,本发明基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体1为单周期单边直线型永磁超导混合磁体1,具体由若干个永磁超导混合磁体1呈单一直线依次排列组成,且第一个永磁超导混合磁体1与最后一个永磁超导混合磁体1的设置方向相同。图1所示的即为单周期单边直线型永磁超导混合磁体1由五个永磁超导混合磁体1组成的情形,具体表现为:

第一个永磁超导混合磁体1竖直放立,电流从位于第一个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于第一个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出;

第二个永磁超导混合磁体1相对第一个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第二个永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于第二个永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出;

第三个永磁超导混合磁体1相对第二个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第三个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于第三个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出;

第四个永磁超导混合磁体1相对第三个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第四个永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于第四个永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出;

第五个永磁超导混合磁体1相对第四个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第五个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于第五个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出。

在实施例二中,本发明基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体1为多周期单边直线型永磁超导混合磁体1,由奇数个永磁超导混合磁体1呈单一直线依次排列组成,且所述多周期单边直线型永磁超导混合磁体1以位于中间位置的永磁超导混合磁体1为中心左右对称设置。图5所示的即为两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体1由九个永磁超导混合磁体1组成的情形,此时,该两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体1以第五个永磁超导混合磁体1为中心左右对称设置,具体表现为:

第一个永磁超导混合磁体1竖直放立,电流从位于第一个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于第一个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出;

第二个永磁超导混合磁体1相对第一个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第二个永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于第二个永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出;

第三个永磁超导混合磁体1相对第二个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第三个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于第三个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出;

第四个永磁超导混合磁体1相对第三个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第四个永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于第四个永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出;

第五个永磁超导混合磁体1相对第四个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于第五个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于第五个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出。

第六个永磁超导混合磁体1相对第五个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于第六个永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于第六个永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出;

第七个永磁超导混合磁体1相对第六个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于第七个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于第七个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出;

第八个永磁超导混合磁体1相对第七个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于第八个永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于第八个永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出;

第九个永磁超导混合磁体1相对第八个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于第九个永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于第九个永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出。

在实施例三中,本发明基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体1为单周期双边直线型永磁超导混合磁体1,由偶数个永磁超导混合磁体1呈上下两条直线间隔排列组成,其中一半所述永磁超导混合磁体1组成位于上部的单周期单边直线型永磁超导混合磁体1一,另外的一半所述永磁超导混合磁体1组成位于下部的单周期单边直线型永磁超导混合磁体1二,单周期单边直线型永磁超导混合磁体1一和单周期单边直线型永磁超导混合磁体1二中第一个永磁超导混合磁体1均与最后一个永磁超导混合磁体1的设置方向相同,且其处于相同奇数位的永磁超导混合磁体1的设置方向相同,处于相同偶数位的永磁超导混合磁体1的设置方向相反。图4所示的即为单周期双边直线型永磁超导混合磁体1由十个永磁超导混合磁体1组成的情形,此时,其中五个所述永磁超导混合磁体1构成位于上部的单周期单边直线型永磁超导混合磁体1一,另外的五个所述永磁超导混合磁体1构成位于下部的单周期单边直线型永磁超导混合磁体1二,且单周期单边直线型永磁超导混合磁体1一和单周期单边直线型永磁超导混合磁体1二中处于相同位置的第一个、第三个、第五个的永磁超导混合磁体1的设置方向相同,处于相同位置的第二个、第四个的永磁超导混合磁体1的设置方向相反,具体表现为:

位于下部的第一个永磁超导混合磁体1竖直放立,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第一个永磁超导混合磁体1同样按此设置;

位于下部的第二个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第一个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第二个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第一个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出;

位于下部的第三个永磁超导混合磁体1相对下部的第二个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第三个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第三个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出;

位于下部的第四个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第三个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第四个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第四个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出;

位于下部的第五个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第四个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第五个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第五个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出。

在实施例四中,本发明基于halbach阵列的直线型永磁超导混合磁体1为多周期双边直线型永磁超导混合磁体1,所述多周期双边直线型永磁超导混合磁体1由上下间隔设置且相互对应的多周期单边直线型永磁超导混合磁体1一和多周期单边直线型永磁超导混合磁体1二组成,多周期单边直线型永磁超导混合磁体1一和多周期单边直线型永磁超导混合磁体1二由数量相同的奇数个永磁超导混合磁体1呈单一直线依次排列组成,且其均以位于中间位置的永磁超导混合磁体1为中心左右对称设置,多周期单边直线型永磁超导混合磁体1一和多周期单边直线型永磁超导混合磁体1二中处于相同奇数位的永磁超导混合磁体1的设置方向相同,处于相同偶数位的永磁超导混合磁体1的设置方向相反。图6所示的即为两个周期的双边直线型永磁超导混合磁体1由十八个永磁超导混合磁体1组成的情形,此时,九个所述永磁超导混合磁体1构成位于上部的两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体1一,另外的九个所述永磁超导混合磁体1构成位于下部的两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体1二,两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体1一和两个周期的单边直线型永磁超导混合磁体1二均以第五个永磁超导混合磁体1为中心左右对称设置,其具体表现为:

位于下部的第一个永磁超导混合磁体1竖直放立,电流从位于永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第一个永磁超导混合磁体1同样按此设置;

位于下部的第二个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第一个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第二个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第一个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出;

位于下部的第三个永磁超导混合磁体1相对下部的第二个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第三个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第三个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出;

位于下部的第四个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第三个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第四个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第四个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出;

位于下部的第五个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第四个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第五个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第五个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出;

位于下部的第六个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第五个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第六个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第五个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流出;

位于下部的第七个永磁超导混合磁体1相对下部的第六个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第七个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第六个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流出;

位于下部的第八个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第七个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第八个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第七个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1下侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1上侧的超导线圈12流出;

位于下部的第九个永磁超导混合磁体1相对位于下部的第八个永磁超导混合磁体1逆时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出,此时,位于上部的第九个永磁超导混合磁体1的相对位于上部的第八个永磁超导混合磁体1顺时针旋转90°设置,电流从位于该永磁超导混合磁体1右侧的超导线圈12流入,从位于该永磁超导混合磁体1左侧的超导线圈12流出。

同时,本发明还提供了一种涡流制动系统,用于轨道上,该轨道上沿其长度方向铺设有导电感应件,运行于轨道上的车辆底部设置有其上所述的单周期双边直线型永磁超导混合磁体1或两多周期双边直线型永磁超导混合磁体1,该直线型永磁超导混合磁体1与导电感应件相互作用,构成涡流制动系统。在该实施例中,导电感应件优选为感应板2,具体包括不锈钢材质感应板、铜镍合金材质感应板和铝合金材质感应板,其中,不锈钢材质感应板铺设于轨道的高速段,铜镍合金材质感应板铺设于轨道的中速度段,铝合金材质感应板铺设于轨道的低速段。需要针对不同速度区间配置不同的制动系统,从而在整个运动过程中均能获得较大的制动力,其制动力曲线参见图10。需要说明的是,该导电感应件也为感应线圈。

此外,本发明还提供一种涡流制动系统,用于轨道上,该轨道上沿其长度方向铺设有单周期双边直线型永磁超导混合磁体1,单周期单边直线型永磁超导混合磁体1一位于轨道的上方,单周期单边直线型永磁超导混合磁体1二相应地位于轨道的下方,且运行于轨道上的车辆底部设置有导电感应件,上述单周期单边直线型永磁超导混合磁体1一、单周期单边直线型永磁超导混合磁体1二与导电感应件相互作用,构成涡流制动系统。需要说明的是,上述导电感应件可为感应板2或感应线圈

最后,本发明还提供一种涡流制动系统,用于轨道上,改轨道上沿其长度方向铺设有多周期双边直线型永磁超导混合磁体1,多周期单边直线型永磁超导混合磁体1一位于轨道的上方,多周期单边直线型永磁超导混合磁体1二相应地位于轨道的下方,且运行于轨道上的车辆底部设置有导电感应件,多周期单边直线型永磁超导混合磁体1一、多周期单边直线型永磁超导混合磁体1二与导电感应件相互作用,构成涡流制动系统。需要说明的是,上述周期数可以根据制动需求确定。需要说明的是,上述导电感应件可为感应板2或感应线圈。

参见图7和图8,可以看出,本发明中两个周期的双边直线型永磁超导混合磁体1有效降低了双边halbach阵列外部周围磁场,在双边halbach阵列中间区域,有效加强了垂向(y方向)磁场,横向(x方向)磁场互相抵消,此时与导电感应件相互作用可用于直线涡流制动系统,可有效增强制动力,减小侧向力。

故此,本发明中的涡流制动系统,针对超高速、大载荷直线运动条件下要求的短时间、短距离内制动需求,可实现快速、安全的涡流制动。

上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,不能理解为对本发明保护范围的限制。

总之,本发明虽然列举了上述优选实施方式,但是应该说明,虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型,除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围,否则都应该包括在本发明的保护范围内。

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