本實用新型涉及高溫超導磁浮車道岔技術，特別涉及一種電磁道岔。

背景技術：

道岔是有軌交通實現(xiàn)線路轉換不可或缺的設備。目前，關于高溫超導磁懸浮列車道岔設備的研究較少，且為機械式，主要通過強力移動磁軌來實現(xiàn)軌道換向的目的，故稱為機械式道岔。

然而，與常規(guī)的鐵路道岔類似，現(xiàn)有的機械式道岔存在以下缺點：

(1)不經(jīng)濟：

A、機械式道岔需要大量輔助設備，如移動平臺、推動裝置等；

B、磁懸浮系統(tǒng)中軌道由無數(shù)永磁段組成，永磁段間的強磁力作用將導致移動軌道需要非常大的機械力，因此耗能大；

C、為了保證軌道能夠順利移動，機械式道岔需要留足夠的空間；

D、頻繁的機械移動將導致軌道磨損較大。

(2)響應時間長：機械式道岔在移動軌道時，由于需要一系列機械運動，因此需要一定的響應時間，實時性差，不能應用于對實時性要求高的應用場合。

綜上所述，現(xiàn)有技術中所提出的機械式道岔經(jīng)濟性和實時性都較差。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種電磁道岔，從而無需進行機械移動即可實現(xiàn)道岔的功能，具有體積小、響應時間快等優(yōu)點。

本實用新型的技術方案具體是這樣實現(xiàn)的：

一種電磁道岔，該電磁道岔包括：第一單永磁軌道(L1)、第二單永磁軌道(L2)、道岔軌道(L3)、第一雙永磁軌道(L4)和第二雙永磁軌道(L5)；

所述第一單永磁軌道和第二單永磁軌道均包括一個永磁軌道組；所述永磁軌道組包括N塊永磁體，所述永磁軌道組中的N塊永磁體的磁化方向均為第一磁化方式；

所述道岔軌道包括M塊磁體，所述M塊磁體包括3塊電磁鐵和(M-3)塊永磁體；所述3塊電磁鐵位于所述道岔軌道的中部，各塊電磁鐵的磁極嵌入永磁軌道內(nèi)，且各塊電磁鐵垂直于道岔軌道；所述(M-3)塊永磁體平均設置在所述3塊電磁鐵的兩側；所述3塊電磁鐵根據(jù)控制指令切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)；當所述3塊電磁鐵處于第一狀態(tài)時，所述道岔軌道從左至右第1～N塊磁體的磁化方向為第一磁化方式；當所述3塊電磁鐵處于第二狀態(tài)時，所述道岔軌道從左至右第(M-N+1)～M塊磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述第一雙永磁軌道包括P塊永磁體；所述P塊永磁體中的從左至右第1～N塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式，第(P-N+1)～P塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述第二雙永磁軌道包括兩個永磁軌道組，兩個永磁軌道組之間間隔一塊磁體大小的空位；

所述第一單永磁軌道、第二單永磁軌道、道岔軌道、第一雙永磁軌道和第二雙永磁軌道按順序依次排列，且各個軌道的中心點在同一條直線上；

其中，所述N、M和P均為自然數(shù)，且N＜M＜P＜(2N+1)。

較佳的，所述N的取值為2或5。

較佳的，當所述N、M和P的取值分別為5、7和9時：

所述永磁軌道組包括5塊永磁體；所述第一磁化方式為：所述永磁軌道組中各塊永磁體的磁化方向從左至右分別為：向下、向右、向上、向左、向下；

所述道岔軌道包括4塊永磁體和3塊電磁鐵；其中，2塊永磁體位于所述道岔軌道的左端，另外2塊永磁體位于道岔軌道的右端，所述3塊電磁鐵位于所述道岔軌道的中部；當所述3塊電磁鐵處于第一狀態(tài)時，所述道岔軌 道從左至右第1～5塊磁體的磁化方向為第一磁化方式；當所述3塊電磁鐵處于第二狀態(tài)時，所述道岔軌道從左至右第3～7塊磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述第一雙永磁軌道包括9塊永磁體；所述9塊永磁體中的從左至右第1～5塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式，第5～9塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述第二雙永磁軌道包括兩個永磁軌道組，每個永磁軌道組包括5塊永磁體，每個永磁軌道組中的5塊永磁體的磁化方向均為第一磁化方式。

較佳的，當所述N、M和P的取值分別為2、3和4時：

所述永磁軌道組包括2塊永磁體；所述第一磁化方式為：所述永磁軌道組中各塊永磁體的磁化方向從左至右分別為：向下、向上；

所述道岔軌道包括3塊電磁鐵；當所述3塊電磁鐵處于第一狀態(tài)時，各電磁鐵從左至右的磁化方向分別為向下、向上、向下；當所述3塊電磁鐵處于第二狀態(tài)時，各電磁鐵從左至右的磁化方向分別為向上、向下、向上；

所述第一雙永磁軌道包括4塊永磁體；各塊永磁體的磁化方向從左至右分別為：向下、向上、向下、向上；

所述第二雙永磁軌道包括兩個永磁軌道組，每個永磁軌道組包括2塊永磁體，每個永磁軌道組中的2塊永磁體的磁化方向均為第一磁化方式。

如上可見，在本實用新型所提供的電磁道岔中，由于利用了電磁鐵可改變磁極磁化方向、消磁勵磁快和高溫超導磁浮車總是沿磁場均勻的方向運行的特點，在需要道岔的軌道處設置一定數(shù)量的電磁鐵，通過簡單的改變電磁鐵通電方向(例如，通過控制指令進行改變)，即可使得所述電磁鐵切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)，在目的軌道的運行方向產(chǎn)生均勻磁場，使得列車可以根據(jù)需要沿左轉軌道或右轉軌道運行，因此可以很好地實現(xiàn)道岔的功能且無需進行機械移動，從而避免了機械道岔空間需求大的缺陷，節(jié)省了相應的基礎建設費用、移動永磁軌道的運行費用和機械磨損帶來的維護費用，經(jīng)濟性好；同時，由于上述電磁道岔不需要機械移動任何一個部件，只需簡單的改變電磁鐵的通電方向即可完 成道岔的功能，因此大大縮短了道岔的響應時間，實時性好，從而可以應用于對實時性要求高的應用場合。

附圖說明

圖1(a)為本實用新型具體實施例一中的電磁道岔的俯視結構示意圖一。

圖1(b)為本實用新型具體實施例一中的電磁道岔的俯視結構示意圖二。

圖2為本實用新型具體實施例一中的電磁道岔的前視結構示意圖。

圖3(a)為本實用新型具體實施例二中的電磁道岔的俯視結構示意圖一。

圖3(b)為本實用新型具體實施例二中的電磁道岔的俯視結構示意圖二。

圖4為本實用新型具體實施例二中的電磁道岔的前視結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。

在本實用新型的技術方案中，提出了一種電磁道岔，可以用于高溫超導磁浮車。該電磁道岔包括：第一單永磁軌道L1、第二單永磁軌道L2、道岔軌道L3、第一雙永磁軌道L4和第二雙永磁軌道L5；

所述L1和L2均包括一個永磁軌道組；所述永磁軌道組包括N塊永磁體，所述永磁軌道組中的N塊永磁體的磁化方向均為第一磁化方式；

所述L3包括M塊磁體，所述M塊磁體包括3塊電磁鐵和(M-3)塊永磁體；所述3塊電磁鐵位于所述L3的中部，各塊電磁鐵的磁極嵌入永磁軌道內(nèi)，且各塊電磁鐵垂直于L3；所述(M-3)塊永磁體平均設置在所述3塊電磁鐵的兩側；所述3塊電磁鐵根據(jù)控制指令切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)；當所述3塊電磁鐵處于第一狀態(tài)時，所述L3從左至右第1～N塊磁體的磁化方向為第一磁化方式；當所述3塊電磁鐵處于第二狀態(tài)時，所述L3從左至右第(M-N+1)～M塊磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述L4包括P塊永磁體；所述P塊永磁體中的從左至右第1～N塊永磁 體的磁化方向為第一磁化方式，第(P-N+1)～P塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述L5包括兩個永磁軌道組，兩個永磁軌道組之間間隔一塊磁體大小的空位；

所述L1、L2、L3、L4和L5按順序依次排列，且各個軌道的中心點在同一條直線上；

其中，所述N、M和P均為自然數(shù)，且N＜M＜P＜(2N+1)。

在本實用新型的技術方案中，上述N、M和P的具體取值可以根據(jù)實際應用環(huán)境的需要預先進行設置。例如，在本實用新型的較佳實施例中，所述N的取值可以是2或5，也可以是其它的合適的取值，例如，根據(jù)實際應用的需要，N的取值還可以是4或其它的取值。

以下將以兩個具體的實現(xiàn)方式為例，對本實用新型的技術方案進行更詳細的介紹。

具體實施例一、所述N、M和P的取值分別為：5、7和9。

例如，圖1(a)、(b)為本實用新型具體實施例一中的電磁道岔的俯視結構示意圖。圖2為本實用新型具體實施例一中的電磁道岔的前視結構示意圖。如圖1(a)、(b)和圖2所示，本實用新型具體實施例一中的電磁道岔10包括：

第一單永磁軌道L1、第二單永磁軌道L2、道岔軌道L3、第一雙永磁軌道L4和第二雙永磁軌道L5；

其中，所述L1和L2均包括一個永磁軌道組；所述永磁軌道組包括5塊永磁體；所述第一磁化方式為：所述永磁軌道組中各塊永磁體的磁化方向從左至右分別為：向下×、向右→、向上●、向左←、向下×；此時，上述的第一磁化方式可稱為海爾巴赫(Halbach)型陣列；

所述L3包括4塊永磁體和3塊電磁鐵；其中，2塊永磁體位于所述L3的左端，另外2塊永磁體位于L3的右端，所述3塊電磁鐵位于所述L3的中部，并根據(jù)控制指令切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)；當所述3塊電磁鐵處于第 一狀態(tài)時，所述L3從左至右第1～5塊磁體的磁化方向為第一磁化方式(即分別為×、→、●、←、×，下同)，如圖1(a)所示；當所述3塊電磁鐵處于第二狀態(tài)時，所述L3從左至右第3～7塊磁體的磁化方向為第一磁化方式，如圖1(b)所示；

所述L4包括9塊永磁體；所述9塊永磁體中的從左至右第1～5塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式，第5～9塊永磁體的磁化方向為第一磁化方式；

所述L5包括兩個永磁軌道組，兩個永磁軌道組之間間隔一塊磁體大小的空位；每個永磁軌道組包括5塊永磁體，每個永磁軌道組中的5塊永磁體的磁化方向均為第一磁化方式；

所述L1、L2、L3、L4和L5按順序依次排列，且各個軌道的中心點在同一條直線上。

在上述圖1(a)、(b)中所示的電磁道岔中，第一單永磁軌道L1的永磁軌道組實際上可以作為一個軌道A；第二雙永磁軌道L5中的兩個永磁軌道組實際上已完全形成兩個軌道，即圖1(a)、(b)中所示的左轉軌道B和右轉軌道C；而第一雙永磁軌道L4最中間的永磁體屬于由左轉軌道和右轉軌道公用的永磁體，可以稱為過渡軌道。

在本實用新型的技術方案中，由于電磁鐵可以通過改變通電電流方向的方法來改變電磁鐵的磁化方向，因此上述電磁道岔的道岔軌道L3中的3塊電磁鐵可以根據(jù)控制指令切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)，從而可以實現(xiàn)道岔的功能。例如，當列車需要左轉時，道岔軌道L3中的3塊電磁鐵可以根據(jù)第一控制指令切換為第一狀態(tài)，此時，電磁道岔中的各塊永磁體和電磁鐵的磁化方向如圖1(a)中所示，從而在左轉軌道B的運行方向形成均勻的磁場，使得列車可以沿左轉軌道B運行，并同時在右轉軌道C的運行方向形成不均勻的磁場，進一步保證列車的準確運行方向；同理，當列車需要右轉時，道岔軌道L3中的3塊電磁鐵可以根據(jù)第二控制指令切換為第二狀態(tài)，此時，電磁道岔中的各塊永磁體和電磁鐵的磁化方向如圖1(b)中所示，從而在右轉軌道C的運行方向形成均勻的磁場，使得列車可以沿右轉軌道C運行，并 同時在左轉軌道B的運行方向形成不均勻的磁場，進一步保證列車的準確的運行方向。

另外，較佳的，在本實用新型的具體實施例中，可以根據(jù)控制指令改變電磁鐵的線圈12(該線圈用于通電產(chǎn)生磁場)的電流方向，并通過鐵心11(該鐵心用于聚磁和纏繞線圈)將磁力線聚集至磁極，從而改變所述3塊電磁鐵的磁化方向，使得所述3塊電磁鐵可以從第一狀態(tài)切換為第二狀態(tài)，或者是從第二狀態(tài)切換為第一狀態(tài)。

因此，在本實用新型的技術方案中，只需利用3塊電磁鐵，即可完成高溫超導磁懸浮列車的左轉道岔及右轉道岔，其余設備與現(xiàn)有設備相同。

具體實施例二、所述N、M和P的取值分別為：2、3和4。

例如，圖3(a)、(b)為本實用新型具體實施例二中的電磁道岔的俯視結構示意圖。圖4為本實用新型具體實施例二中的電磁道岔的前視結構示意圖。如圖3(a)、(b)和圖4所示，本實用新型實施例中的電磁道岔20包括：

第一單永磁軌道L1、第二單永磁軌道L2、道岔軌道L3、第一雙永磁軌道L4和第二雙永磁軌道L5；

其中，所述L1和L2均包括一個永磁軌道組；所述永磁軌道組包括2塊永磁體；所述第一磁化方式為：所述永磁軌道組中各塊永磁體的磁化方向從左至右分別為：向下×、向上●；此時，上述的第一磁化方式可稱為雙峰型陣列；

所述道岔軌道L3包括3塊電磁鐵，不設置永磁體；所述3塊電磁鐵根據(jù)控制指令切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)；當所述3塊電磁鐵處于第一狀態(tài)時，各電磁鐵從左至右的磁化方向分別為×、●、×；當所述3塊電磁鐵處于第二狀態(tài)時，各電磁鐵從左至右的磁化方向分別為●、×、●；

所述L4包括4塊永磁體；各塊永磁體的磁化方向從左至右分別為：×、●、×、●；

所述L5包括兩個永磁軌道組，兩個永磁軌道組之間間隔一塊磁體大小 的空位；每個永磁軌道組包括2塊永磁體，每個永磁軌道組中的2塊永磁體的磁化方向均為第一磁化方式；

所述L1、L2、L3、L4和L5按順序依次排列，且各個軌道的中心點在同一條直線上。

在上述圖3(a)、(b)中所示的電磁道岔中，第一單永磁軌道L1的永磁軌道組實際上可以作為一個軌道A；第二雙永磁軌道L5中的兩個永磁軌道組實際上已完全形成兩個軌道，即圖3(a)、(b)中所示的左轉軌道B和右轉軌道C。

在本實用新型的技術方案中，由于上述電磁道岔的道岔軌道L3中的3塊電磁鐵可以根據(jù)控制指令切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)，從而可以實現(xiàn)道岔的功能。例如，當列車需要左轉時，道岔軌道L3中的3塊電磁鐵可以根據(jù)第一控制指令切換為第一狀態(tài)，此時，電磁道岔中的各塊永磁體和電磁鐵的磁化方向如圖3(a)中所示，從而在左轉軌道B的運行方向形成均勻的磁場，使得列車可以沿左轉軌道B運行，并同時在右轉軌道C的運行方向形成不均勻的磁場，進一步保證列車準確的運行方向；同理，當列車需要右轉時，道岔軌道L3中的3塊電磁鐵可以根據(jù)第二控制指令切換為第二狀態(tài)，此時，電磁道岔中的各塊永磁體和電磁鐵的磁化方向如圖3(b)中所示，從而在右轉軌道C的運行方向形成均勻的磁場，使得列車可以沿右轉軌道C運行，并同時在左轉軌道B的運行方向形成不均勻的磁場，進一步保證列車的準確的運行方向。

另外，較佳的，在本實用新型的具體實施例中，可以根據(jù)控制指令改變電磁鐵線圈12的電流方向，并通過鐵心11將磁力線聚集至磁極，從而改變所述3塊電磁鐵的磁化方向，使得所述3塊電磁鐵可以從第一狀態(tài)切換為第二狀態(tài)，或者是從第二狀態(tài)切換為第一狀態(tài)。

綜上可知，在本實用新型所提供的電磁道岔中，由于利用了電磁鐵可改變磁極磁化方向、消磁勵磁快和高溫超導磁浮車總是沿磁場均勻的方向運行的特點，在需要道岔的軌道處設置一定數(shù)量的電磁鐵，通過簡單的改變電磁 鐵通電方向(例如，通過控制指令進行改變)，即可使得所述電磁鐵切換為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)，在目的軌道的運行方向產(chǎn)生均勻磁場，使得列車可以根據(jù)需要沿左轉軌道或右轉軌道運行，因此可以很好地實現(xiàn)道岔的功能且無需進行機械移動，從而避免了機械道岔空間需求大的缺陷，節(jié)省了相應的基礎建設費用、移動永磁軌道的運行費用和機械磨損帶來的維護費用，經(jīng)濟性好；同時，由于上述電磁道岔不需要機械移動任何一個部件，只需簡單的改變電磁鐵的通電方向即可完成道岔的功能，因此大大縮短了道岔的響應時間，實時性好，從而可以應用于對實時性要求高的應用場合。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的范圍之內(nèi)。