一種永磁導(dǎo)軌的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種永磁導(dǎo)軌。該永磁導(dǎo)軌包括：水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼；所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體相互間隔并緊密排列；每塊豎直磁化磁體的上方都設(shè)置有一塊碳鋼，且所述豎直磁化磁體的厚度與所述碳鋼的厚度之和與所述水平磁化磁體的厚度相等；各塊水平磁化磁體和豎直磁化磁體的磁化方向均按照使永磁導(dǎo)軌上方的磁通密度最大、導(dǎo)軌下方的磁通密度最小的方式排列。通過使用本實(shí)用新型所提供的永磁導(dǎo)軌，可以在提高永磁導(dǎo)軌的聚磁效果，使得大部分磁力線聚集到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域的同時，有效地提高永磁導(dǎo)軌沿行車方向的平順性和車輛運(yùn)行的可靠性。
【專利說明】
_種永磁導(dǎo)軌
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，特別涉及一種永磁導(dǎo)軌。
【背景技術(shù)】
[0002]與以電磁吸力和電磁斥力為基礎(chǔ)的電磁懸浮(EMS)和電動懸浮(EDS)技術(shù)相比，高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)依靠高溫超導(dǎo)體塊材與外部磁場之間的磁通釘扎作用實(shí)現(xiàn)無源自穩(wěn)定懸浮。該技術(shù)無需主動控制，且結(jié)構(gòu)簡單，因此已經(jīng)成為實(shí)用磁懸浮技術(shù)的理想選擇之一。受限于高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的特殊要求，永磁體所提供的外部磁場激勵需要滿足在導(dǎo)軌橫截面內(nèi)具有高磁通密度和磁場梯度，而沿行車方向則需要滿足無磁場梯度以及具備高磁場均勻度的特殊要求，因而不能僅依靠單塊永磁體提供該磁場激勵，而需要引入特殊的永磁組合結(jié)構(gòu)，將多塊永磁體拼接組裝起來，構(gòu)成一個完整的永磁機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于超導(dǎo)磁懸浮列車時，通常稱之為永磁導(dǎo)軌。
[0003]自2000年世界首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車問世以來已有15個年頭，雖然各項(xiàng)基礎(chǔ)研究已全面開展并成果卓著，但現(xiàn)有技術(shù)中的永磁導(dǎo)軌還存在一些問題和缺陷。
[0004]目前，現(xiàn)有技術(shù)中的永磁導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)主要有三種:
[0005]第一種結(jié)構(gòu):運(yùn)行方向磁場均勻的世紀(jì)號單峰型導(dǎo)軌(如圖1所示)。
[0006]第二種結(jié)構(gòu):中國專利CN03234867.3中所提供的聚磁效果好且造價低的Halbach型永磁導(dǎo)軌(如圖2所示)。
[0007]第三種結(jié)構(gòu):中國專利CN201310073869.4中所提供的復(fù)合型的永磁導(dǎo)軌(如圖3所示)。
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的世紀(jì)號永磁導(dǎo)軌的橫截面示意圖。如圖1所示，世紀(jì)號永磁導(dǎo)軌由永磁體材料12和碳鋼11構(gòu)成，永磁體的磁場在碳鋼中得到聚集，在永磁導(dǎo)軌上下兩側(cè)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，導(dǎo)軌中心處表面磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.2T。
[0009]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的世紀(jì)號永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。如圖2所示，此結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌上下兩側(cè)的磁場分布完全對稱，但實(shí)際應(yīng)用時只利用到了導(dǎo)軌上方的磁場，這不僅浪費(fèi)資源、增大成本，而且導(dǎo)軌下方完全未被利用的強(qiáng)磁場也給導(dǎo)軌的安裝和運(yùn)輸帶來了極大的不便，為保證安全，需要在底部增加一層較厚的不導(dǎo)磁材料。
[0010]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的第二種永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。如圖3所示，第二種永磁導(dǎo)軌由若干塊水平磁化磁體31和豎直磁化磁體32組成，該永磁體組的磁化方向按照海爾巴赫陣列(Halbach Array)的方式排列，從而可以使用較少量的磁體產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場。
[0011]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的第二種永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。如圖4所示，從磁力線分布角度來看，利用Halbach結(jié)構(gòu)可以將大部分磁力線轉(zhuǎn)移到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域，大幅度提高了永磁材料中磁能量的利用率，降低了導(dǎo)軌下表面及下側(cè)空間內(nèi)的磁通密度，降低了整段導(dǎo)軌的安裝難度和運(yùn)輸?shù)碾y度。但是，從磁力線分布圖中可以看出，由于Halbach陣列內(nèi)相鄰磁體的磁化方向不同，受到相鄰磁體的磁壓作用，相鄰磁體間斥力較大，安裝難度高，需要特別設(shè)計(jì)的配套夾具和高強(qiáng)度的機(jī)械臂才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的安裝。
[0012]而且，當(dāng)高溫超導(dǎo)塊材懸浮于永磁導(dǎo)軌上方并沿行車方向快速運(yùn)行時，行車方向磁場梯度會引發(fā)高溫超導(dǎo)塊材內(nèi)部的磁通運(yùn)動并造成損耗，降低超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的性能。運(yùn)行速度越快，懸浮性能的衰減越顯著，嚴(yán)重時可能會造成高溫超導(dǎo)塊材內(nèi)部的局部失超，直接威脅到系統(tǒng)的安全性能。
[0013]然而，對于永磁導(dǎo)軌，大部分是永磁材料。一種具有強(qiáng)磁場的功能性材料，其延展性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都較差。因此，無論導(dǎo)軌截面內(nèi)磁化方向的方式如何，在實(shí)際使用中，由于生產(chǎn)出來的永磁體為塊狀材料，并受材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、充磁空間等因素影響，自身幾何尺寸有一定長度限制，因此沿行車方向是由分段導(dǎo)軌段拼裝的。沿行車方向，碳鋼的長度永磁材料長的多，發(fā)揮碳鋼材料磁導(dǎo)率較高的特性，可以緩和碳鋼兩側(cè)永磁體因安裝誤差或充磁不均等原因引起的磁場畸變。
[0014]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的第三種永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。如圖5所示，復(fù)合型永磁導(dǎo)軌由兩塊水平磁化磁體51和聚磁碳鋼52構(gòu)成永磁對置組合，形成主磁路，聚集磁能并向空間發(fā)散，其中磁導(dǎo)率較高的碳鋼，可有效抑制行車方向的磁場不平順;在永磁對置組合兩邊增加兩塊磁化方向?yàn)樨Q直向下的磁體53形成輔磁路，用于輔助聚磁和磁路引導(dǎo)，利用磁體自身具備的磁化性將永磁導(dǎo)軌的磁能引導(dǎo)到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域中。
[0015]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的第三種永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。如圖6所示，從磁通密度分布角度看來，該結(jié)構(gòu)尚不能構(gòu)成完整的Halbach型閉合磁回路。軌道擴(kuò)展性角度(擴(kuò)展后的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)截面圖如圖5中虛線所示)，軌道結(jié)構(gòu)擴(kuò)展后相當(dāng)于將Halbach結(jié)構(gòu)中磁化方向?yàn)樨Q直向上的永磁體替換成聚磁碳鋼，聚磁結(jié)構(gòu)不完整，聚磁效果不及結(jié)構(gòu)完整的Halbach陣列。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0016]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種永磁導(dǎo)軌，可以提高永磁導(dǎo)軌的聚磁效果，使得大部分磁力線聚集到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域的同時，有效地提高永磁導(dǎo)軌沿行車方向的平順性和車輛運(yùn)行的可靠性。
[0017]本實(shí)用新型的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0018]一種永磁導(dǎo)軌，該永磁導(dǎo)軌包括:水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼；
[0019]所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體相互間隔并緊密排列；
[0020]每塊豎直磁化磁體的上方都設(shè)置有一塊碳鋼，且所述豎直磁化磁體的厚度與所述碳鋼的厚度之和與所述水平磁化磁體的厚度相等；
[0021]各塊水平磁化磁體和豎直磁化磁體的磁化方向均按照使永磁導(dǎo)軌上方的磁通密度最大、導(dǎo)軌下方的磁通密度最小的方式排列。
[0022]較佳的，所述永磁導(dǎo)軌中的任意兩塊距離最近的水平磁化磁體的磁化方向相反，且任意兩塊距離最近的豎直磁化磁體的磁化方向也相反；
[0023 ]任意一塊磁化方向?yàn)樽蟮乃酱呕朋w的左、右兩邊的豎直磁化磁體的磁化方向分別為上、下；
[0024]任意一塊磁化方向?yàn)橛业乃酱呕朋w的左、右兩邊的豎直磁化磁體的磁化方向分別為下、上。
[0025]較佳的，所述永磁導(dǎo)軌中的各塊磁化磁體的磁化方向均按照海爾巴赫陣列的方式排列。
[0026]較佳的，所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為N，所述N為大于或等于5的自然數(shù)。
[0027]較佳的，所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為5塊；
[0028]所述永磁導(dǎo)軌中5塊磁化磁體的磁化方向從左至右分別為:左、下、右、上、左；
[0029 ]或者，所述5塊磁化磁體的磁化方向均旋轉(zhuǎn)180度。
[0030]較佳的，所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為5塊；
[0031]所述永磁導(dǎo)軌中5塊磁化磁體的磁化方向從左至右分別為:下、右、上、左、下；
[0032]或者，所述5塊磁化磁體的磁化方向均旋轉(zhuǎn)180度。
[0033]如上可見，在本實(shí)用新型的上述永磁導(dǎo)軌中，將上述水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼按照上述的排列方式進(jìn)行排列之后，可以大幅度地提高永磁導(dǎo)軌的聚磁效果，使得大部分磁力線聚集到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域，從而在使用較少的永磁材料的情況下即可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的磁通密度，供高溫超導(dǎo)塊材使用；同時，由于本實(shí)用新型中還將磁導(dǎo)率較高的順磁性材料一碳鋼放置于豎直磁化磁體的上方，形成半磁體半碳鋼的結(jié)構(gòu)，因此不僅可以將永磁材料的磁儲能有效地發(fā)散到特定空間區(qū)域，以利于高溫超導(dǎo)塊材實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)定懸浮，同時還能夠平抑沿超導(dǎo)塊材縱向運(yùn)行方向的磁場梯度，從而可以有效地抑制由于分段永磁塊誤差引起的車體運(yùn)行方向的磁場不平順，降低高速運(yùn)行下超導(dǎo)塊材內(nèi)部的相關(guān)損耗，保證磁浮系統(tǒng)高速運(yùn)行性能穩(wěn)定，提高了永磁導(dǎo)軌沿行車方向的平順性和車輛運(yùn)行的可靠性。
【附圖說明】
[0034]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的世紀(jì)號永磁導(dǎo)軌的橫截面示意圖。
[0035]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的世紀(jì)號永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。
[0036]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的第二種永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。
[0037]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的第二種永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。
[0038]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的第三種永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。
[0039]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的第三種永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。
[0040]圖7為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例一中的永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。
[0041]圖8為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例一中的永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。
[0042]圖9為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例二中的永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。
[0043]圖10為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例二中的永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0045]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，為了兼顧永磁導(dǎo)軌中永磁材料的利用率和車體運(yùn)行方向磁場的平順度，提供了一種永磁導(dǎo)軌，該永磁導(dǎo)軌是一種適用于高速超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的復(fù)合聚磁型永磁導(dǎo)軌，可以用于高溫超導(dǎo)磁浮車，也適用于其他需要由永磁體提供單側(cè)強(qiáng)磁場的應(yīng)用場景。
[0046]圖7和9均為本實(shí)用新型各個具體實(shí)施例中的永磁導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7和9所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的永磁導(dǎo)軌主要包括:水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼；
[0047]所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體相互間隔并緊密排列；
[0048]每塊豎直磁化磁體的上方都設(shè)置有一塊碳鋼，且所述豎直磁化磁體的厚度與所述碳鋼的厚度之和與所述水平磁化磁體的厚度相等；
[0049]各塊水平磁化磁體和豎直磁化磁體的磁化方向均按照使永磁導(dǎo)軌上方的磁通密度最大、導(dǎo)軌下方的磁通密度最小的方式排列。
[0050]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，可以使用多種排列方式來使得永磁導(dǎo)軌上方的磁通密度最大、導(dǎo)軌下方的磁通密度最小。以下將以其中的幾種排列方式為例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0051]例如，較佳的，在本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例中，所述永磁導(dǎo)軌中的任意兩塊距離最近的水平磁化磁體的磁化方向相反，且任意兩塊距離最近的豎直磁化磁體的磁化方向也相反；
[0052 ]任意一塊磁化方向?yàn)樽蟮乃酱呕朋w的左、右兩邊的豎直磁化磁體的磁化方向分別為上、下；
[0053 ]任意一塊磁化方向?yàn)橛业乃酱呕朋w的左、右兩邊的豎直磁化磁體的磁化方向分別為下、上。
[0054]在本實(shí)用新型技術(shù)方案中，所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和可以是大于或等于5的自然數(shù)。
[0055]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，根據(jù)上述排列方式可知，永磁導(dǎo)軌中各塊磁化磁體的磁化方向?qū)嶋H上是按照從左至右為左、下、右、上的順序循環(huán)排列，構(gòu)成完整的空間矢量正弦閉循環(huán)，從而使得導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域聚磁效果明顯。其中，所述永磁導(dǎo)軌的左起第一個磁化磁體可以是水平磁化磁體，也可以是豎直磁化磁體，該左起第一個磁化磁體的磁化方向也可以是左、下、右、上中的任意一個磁化方向。根據(jù)永磁導(dǎo)軌的左起第一個磁化磁體的磁化方向，永磁導(dǎo)軌的其它磁化磁體可以根據(jù)上述的按照從左至右為左、下、右、上的順序循環(huán)排列的排列方式依次排列。
[0056]例如，較佳的，在本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例中，所述永磁導(dǎo)軌中的各塊磁化磁體的磁化方向均按照海爾巴赫陣列(Halbach Array)的方式排列。
[0057]為兼顧永磁導(dǎo)軌中永磁材料的利用率和車體運(yùn)行方向磁場的平順度，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中可以使用完整的Halbach型軌道結(jié)構(gòu)，結(jié)合豎直磁化磁體的磁化性和碳鋼的導(dǎo)磁性，將原來的豎直磁化磁體替換成半磁體半碳鋼的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的永磁導(dǎo)軌相比，聚磁效果可以得到大幅度提升。而且，碳鋼的使用也在兼顧永磁材料利用率的同時，提高了車體運(yùn)行方向的磁場平順度，大幅度提高高溫超導(dǎo)車高速運(yùn)行的可靠性和安全性。
[0058]另外，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況的需要，預(yù)先設(shè)置水平磁化磁體和豎直磁化磁體的總數(shù)量。
[0059]例如，較佳的，在本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例中，所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為N，所述N為大于或等于5的自然數(shù)。
[0060]另外，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，豎直磁化磁體與設(shè)置在其上的碳鋼的厚度比可根據(jù)工作區(qū)間磁通密度需要預(yù)先進(jìn)行設(shè)置。例如，較佳的，在本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例中，所述豎直磁化磁體與設(shè)置在其上的碳鋼的厚度比為I: I，即豎直磁化磁體與設(shè)置在該豎直磁化磁體上的碳鋼的厚度相等。
[0061]此外，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，上述各塊磁化磁體排列方式是針對導(dǎo)軌的橫截面而言，而各塊磁化磁體在縱向上則可以無限延伸或續(xù)接，在此不再贅述。
[0062]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，將上述水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼按照上述的排列方式進(jìn)行排列之后，可以大幅度地提高永磁導(dǎo)軌的聚磁效果，使得大部分磁力線聚集到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域，從而在使用較少的永磁材料的情況下即可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的磁通密度，可以供高溫超導(dǎo)塊材使用；同時，由于本實(shí)用新型中還將磁導(dǎo)率較高(相對磁導(dǎo)率〉1000)的順磁性材料一碳鋼放置于豎直磁化磁體的上方，形成半磁體半碳鋼的結(jié)構(gòu)，從而可以有效地抑制由于分段永磁塊誤差引起的車體運(yùn)行方向的磁場不平順，保證磁浮系統(tǒng)高速運(yùn)行性能穩(wěn)定，提高了永磁導(dǎo)軌沿行車方向的平順性和車輛運(yùn)行的可靠性。
[0063]以下將以幾個具體實(shí)施例的方式，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0064]實(shí)施例一、所述永磁導(dǎo)軌由5塊永磁體(即磁化磁體)組成，包括3塊水平磁化磁體和2塊豎直磁化磁體。
[0065]圖7為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例一中的永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。如圖7所示，在本具體實(shí)施例一中的永磁導(dǎo)軌中4為5，即所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為5塊。
[0066]例如，如圖7所示，所述永磁導(dǎo)軌由5塊磁化磁體71?75以及2塊碳鋼76和77組成。其中，71、73和75為水平磁化磁體，72和74為豎直磁化磁體，水平磁化磁體和豎直磁化磁體是相互間隔著排列的，碳鋼76和77分別設(shè)置在豎直磁化磁體72和74上，且豎直磁化磁體的厚度加上碳鋼的厚度與水平磁化磁體的厚度相等。
[0067]另外，如圖7所示，在本具體實(shí)施例一中，所述永磁導(dǎo)軌中5塊磁化磁體的磁化方向從左至右分別為:左、下、右、上、左；即上述5塊磁化磁體中的第I塊磁化磁體(水平磁化磁體71)的磁化方向?yàn)橄蜃?，?塊磁化磁體(豎直磁化磁體7 2)的磁化方向?yàn)橄蛳拢?塊磁化磁體(水平磁化磁體73)的磁化方向?yàn)橄蛴?，?塊磁化磁體(豎直磁化磁體74)的磁化方向?yàn)橄蛏?，?塊磁化磁體(水平磁化磁體75)的磁化方向?yàn)橄蜃蟆?br>[0068]本具體實(shí)施例一中的5塊永磁體(即磁化磁體)僅在導(dǎo)軌上方形成強(qiáng)磁場的主磁路，而在下方的磁通密度則低的多。
[0069]圖8為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例一中的永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖，如圖8所示，該永磁導(dǎo)軌僅在永磁導(dǎo)軌上方產(chǎn)生強(qiáng)磁場，而在永磁導(dǎo)軌的下方僅產(chǎn)生比較弱的磁場。在實(shí)際應(yīng)用情況中，不同尺寸的永磁體其磁力線分布將略有不同，但總體來說，上述永磁導(dǎo)軌上方的磁場總是遠(yuǎn)大于永磁導(dǎo)軌下方的磁場。
[0070]或者，所述5塊磁化磁體的磁化方向也可以是在圖7所示的上述磁化方向的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)180度，也可以實(shí)現(xiàn)僅在導(dǎo)軌上方形成強(qiáng)磁場的主磁路，同樣實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
[0071]另外，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，當(dāng)需要拓寬導(dǎo)軌時，可根據(jù)需要適當(dāng)增加截面內(nèi)的磁化磁體的個數(shù)，同時保證水平磁化磁體和豎直磁化磁體相互間隔排列，并在每塊豎直磁化磁體的上方都設(shè)置有一塊碳鋼，且使得各個磁化磁體的磁化方向從左至右按照:下、右、上、左、下的順序循環(huán)排列。因此，具體的拓展實(shí)現(xiàn)方式在此不再贅述。
[0072]實(shí)施例二、所述永磁導(dǎo)軌由5塊永磁體(即磁化磁體)組成，包括2塊水平磁化磁體和3塊豎直磁化磁體。
[0073]圖9為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例二中的永磁導(dǎo)軌的截面示意圖。如圖9所示，在本具體實(shí)施例二中的永磁導(dǎo)軌中，N為5，即所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為5塊。
[0074]例如，如圖9所示，所述永磁導(dǎo)軌由5塊磁化磁體91?95以及3塊碳鋼96、97和98組成。其中，91、93和95為豎直磁化磁體，92和94為水平磁化磁體，水平磁化磁體和豎直磁化磁體是相互間隔著排列的，碳鋼96、97和98分別設(shè)置在豎直磁化磁體91、93和95上，且豎直磁化磁體的厚度加上碳鋼的厚度與水平磁化磁體的厚度相等。
[0075]另外，如圖9所示，在本具體實(shí)施例二中，所述永磁導(dǎo)軌中5塊磁化磁體的磁化方向從左至右分別為:下、右、上、左、下；即上述5塊磁化磁體中的第I塊磁化磁體(豎直磁化磁體91)的磁化方向?yàn)橄蛳?，?塊磁化磁體(水平磁化磁體9 2)的磁化方向?yàn)橄蛴?，?塊磁化磁體(豎直磁化磁體93)的磁化方向?yàn)橄蛏?，?塊磁化磁體(水平磁化磁體94)的磁化方向?yàn)橄蜃?，?塊磁化磁體(豎直磁化磁體95)的磁化方向?yàn)橄蛳隆?br>[0076]本具體實(shí)施例二中的5塊永磁體(即磁化磁體)僅在導(dǎo)軌上方形成強(qiáng)磁場的主磁路，而在下方的磁通密度則低的多。
[0077]圖10為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例二中的永磁導(dǎo)軌的磁力線分布圖，如圖10所示，該永磁導(dǎo)軌僅在永磁導(dǎo)軌上方產(chǎn)生強(qiáng)磁場，而在永磁導(dǎo)軌的下方僅產(chǎn)生比較弱的磁場。在實(shí)際應(yīng)用情況中，不同尺寸的永磁體其磁力線分布將略有不同，但總體來說，上述永磁導(dǎo)軌上方的磁場總是遠(yuǎn)大于永磁導(dǎo)軌下方的磁場。
[0078]或者，所述5塊磁化磁體的磁化方向也可以是在圖9所示的上述磁化方向的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)180度，也可以實(shí)現(xiàn)僅在導(dǎo)軌上方形成強(qiáng)磁場的主磁路，同樣實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
[0079]另外，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，當(dāng)需要拓寬導(dǎo)軌時，可根據(jù)需要適當(dāng)增加截面內(nèi)的磁化磁體的個數(shù)，同時保證水平磁化磁體和豎直磁化磁體相互間隔排列，并在每塊豎直磁化磁體的上方都設(shè)置有一塊碳鋼，且使得各個磁化磁體的磁化方向從左至右按照:下、右、上、左、下的順序循環(huán)排列。因此，具體的拓展實(shí)現(xiàn)方式在此不再贅述。
[0080]綜上可知，在本實(shí)用新型的上述永磁導(dǎo)軌中，將上述水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼按照上述的排列方式進(jìn)行排列之后，例如，如圖8所示，可以大幅度地提高永磁導(dǎo)軌的聚磁效果，使得大部分磁力線聚集到導(dǎo)軌上方的工作區(qū)域，從而在使用較少的永磁材料的情況下即可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的磁通密度，可以供高溫超導(dǎo)塊材使用；同時，由于本實(shí)用新型中還將磁導(dǎo)率較高的順磁性材料一碳鋼放置于豎直磁化磁體的上方，形成半磁體半碳鋼的結(jié)構(gòu)，因此不僅可以將永磁材料的磁儲能有效地發(fā)散到特定空間區(qū)域，以利于高溫超導(dǎo)塊材使用，同時還能夠平抑沿超導(dǎo)塊材縱向運(yùn)行方向的磁場梯度，從而可以有效地抑制由于分段永磁塊誤差引起的車體運(yùn)行方向的磁場不平順，降低高速運(yùn)行下超導(dǎo)塊材內(nèi)部的相關(guān)損耗，保證磁浮系統(tǒng)高速運(yùn)行性能穩(wěn)定，提高了永磁導(dǎo)軌沿行車方向的平順性和車輛運(yùn)行的可靠性。
[0081]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種永磁導(dǎo)軌，其特征在于，該永磁導(dǎo)軌包括:水平磁化磁體、豎直磁化磁體和碳鋼； 所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體相互間隔并緊密排列； 每塊豎直磁化磁體的上方都設(shè)置有一塊碳鋼，且所述豎直磁化磁體的厚度與所述碳鋼的厚度之和與所述水平磁化磁體的厚度相等； 各塊水平磁化磁體和豎直磁化磁體的磁化方向均按照使永磁導(dǎo)軌上方的磁通密度最大、導(dǎo)軌下方的磁通密度最小的方式排列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁導(dǎo)軌，其特征在于: 所述永磁導(dǎo)軌中的任意兩塊距離最近的水平磁化磁體的磁化方向相反，且任意兩塊距離最近的豎直磁化磁體的磁化方向也相反； 任意一塊磁化方向?yàn)樽蟮乃酱呕朋w的左、右兩邊的豎直磁化磁體的磁化方向分別為上、下； 任意一塊磁化方向?yàn)橛业乃酱呕朋w的左、右兩邊的豎直磁化磁體的磁化方向分別為下、上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁導(dǎo)軌，其特征在于: 所述永磁導(dǎo)軌中的各塊磁化磁體的磁化方向均按照海爾巴赫陣列的方式排列。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁導(dǎo)軌，其特征在于: 所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為N，所述N為大于或等于5的自然數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁導(dǎo)軌，其特征在于: 所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為5塊； 所述永磁導(dǎo)軌中5塊磁化磁體的磁化方向從左至右分別為:左、下、右、上、左； 或者，所述5塊磁化磁體的磁化方向均旋轉(zhuǎn)180度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁導(dǎo)軌，其特征在于: 所述水平磁化磁體和豎直磁化磁體的數(shù)量總和為5塊； 所述永磁導(dǎo)軌中5塊磁化磁體的磁化方向從左至右分別為:下、右、上、左、下； 或者，所述5塊磁化磁體的磁化方向均旋轉(zhuǎn)180度。
【文檔編號】E01B25/32GK205653667SQ201620434602
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月12日 公開號201620434602.2, CN 201620434602, CN 205653667 U, CN 205653667U, CN-U-205653667, CN201620434602, CN201620434602.2, CN205653667 U, CN205653667U
【發(fā)明人】孫睿雪, 鄭珺, 鄧自剛, 司帥帥
【申請人】西南交通大學(xué)