專利名稱：新型磁懸浮列車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于磁懸浮列車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種懸浮和導(dǎo)向簡單、并且節(jié)能效果 好的新型磁懸浮列車。
背景技術(shù)：
磁懸浮列車由于其高速、節(jié)能、安全、舒適、無污染、低噪音等許多優(yōu)點而成為近幾 十年來各國爭相發(fā)展的一種新型高速的現(xiàn)代交通工具。目前比較成熟的磁懸浮列車有兩 類一類是以德國為代表的常導(dǎo)型磁懸浮列車(即EMS制)，另一類是以日本MAGLEV為代表 的超導(dǎo)型磁懸浮列車(即EDS制)，但目前的磁懸浮列車存在投資大、造價高、軌道路面平整 度要求高、技術(shù)要求高等缺點。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本實用新型提供一種懸浮和導(dǎo)向簡單、并且節(jié)能 效果好的新型磁懸浮列車。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方法是一種新型磁懸浮列車，主要有 懸浮系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)，所述懸浮系統(tǒng)主要有車載懸浮磁體、路軌懸浮鋁板和懸浮 鐵板，車載懸浮磁體沿車廂底架敷設(shè)并通過螺絲釘固定在車廂底架上，懸浮鋁板和懸浮鐵 板分別以不同的方位和角度敷設(shè)在路軌的各個不同軌道面上，讓車載懸浮磁體非接觸性地 插入路軌懸浮鋁板之間以及非接觸性地插入懸浮鋁板和懸浮鐵板之間形成懸浮陣列，或者 讓車載懸浮磁體非接觸性地置于懸浮鋁板之上形成懸浮陣列；車載懸浮磁體表面積最大的 面與懸浮鋁板或懸浮鐵板表面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于懸浮鋁板表面積最大的 面；懸浮陣列可為一列、兩列或者多列；懸浮鐵板為軟鐵，懸浮鐵板厚度在1 2厘米之間； 懸浮鋁板厚度在1. 5 2. 5厘米之間。所述懸浮系統(tǒng)同時受排斥力和吸引力而懸浮，即列車的懸浮力為排斥力加吸引 力，車載懸浮磁體的運動在懸浮鋁板里產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流產(chǎn)生排斥力，同時車載懸 浮磁體吸引懸浮鐵板，從而具有吸引力；所述的懸浮系統(tǒng)因同時受排斥力和吸引力而懸浮， 所以懸浮力大，懸浮間隙也較大；該懸浮列車需要加輔助輪，列車在啟動時有最低的起動速 度，低于該速度時，車體由輪子支撐運行。所述推進(jìn)系統(tǒng)主要有驅(qū)動繞組和推進(jìn)磁體，該推進(jìn)系統(tǒng)分兩種第一種推進(jìn)系統(tǒng) 由軌道路面中間的驅(qū)動繞組和列車底部中間的車載推進(jìn)磁體構(gòu)成，作為直線電機(jī)的定子 (即驅(qū)動繞組)沿著軌道連續(xù)分布，而作為車載推進(jìn)磁體的轉(zhuǎn)子固定在列車上，推力由軌道 上驅(qū)動繞組的交流電流產(chǎn)生；第二種推進(jìn)系統(tǒng)由軌道路面中間的推進(jìn)磁體和列車底部中間的車載驅(qū)動繞組構(gòu) 成，推進(jìn)磁體的定子沿著軌道連續(xù)分布，而作為直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子(即驅(qū)動繞組)固定在列車 上，推力是由列車驅(qū)動繞組的交流電流產(chǎn)生的，驅(qū)動繞組與軌道上面的推進(jìn)磁體或者動力 集成繞組產(chǎn)生電感應(yīng)而驅(qū)動列車，由于推進(jìn)系統(tǒng)的驅(qū)動繞組安裝在列車上，所以列車運行時需要饋電線和集電弓。采用何種推進(jìn)系統(tǒng)可以根據(jù)列車的時速來確定，車速在550km/h 以內(nèi)時以第一種推進(jìn)系統(tǒng)為佳，車速在550km/h以上時以第二種推進(jìn)系統(tǒng)為佳，也可以互換。所述第一種推進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)采用分段供電，大約2 3km為一個供電區(qū)，每個供電區(qū) 通過沿線分布的供電柜供電，使驅(qū)動繞組與列車下面的車載推進(jìn)磁體或者動力集成繞組產(chǎn) 生電感應(yīng)而驅(qū)動，實現(xiàn)非接觸性牽引和制動，由于列車推進(jìn)系統(tǒng)的驅(qū)動繞組安裝在路軌上， 所以列車運行無須饋電線和集電弓。所述導(dǎo)向系統(tǒng)主要有車載導(dǎo)向磁體和路軌導(dǎo)向鋁板，車載導(dǎo)向磁體沿車廂底部側(cè) 內(nèi)壁敷設(shè)，路軌導(dǎo)向鋁板沿路軌側(cè)外壁敷設(shè)，車載導(dǎo)向磁體表面積最大的面與導(dǎo)向鋁板表 面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于導(dǎo)向鋁板表面積最大的面；列車導(dǎo)向的感應(yīng)電流是 由車載導(dǎo)向磁體與路軌導(dǎo)向鋁板的相對運動而產(chǎn)生的，導(dǎo)向力為排斥力。所述車載懸浮磁體、推進(jìn)磁體和車載導(dǎo)向磁體包括永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo)磁 體，或是上述磁體的組合，車速在550km/h以內(nèi)的以永磁體為佳，車速在550km/h以上的超 高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳。為了增強(qiáng)懸浮和導(dǎo)向系統(tǒng)的場強(qiáng)，可以在所有的磁體最 外側(cè)貼上高導(dǎo)磁率板。為了防止車載磁體吸附路軌上的微小鐵磁物質(zhì)，可以在每天清晨第 一趟列車發(fā)車前由專門的鐵磁清掃車對路軌進(jìn)行一次徹底清掃。本實用新型的有益效果是一是懸浮力大磁懸浮系統(tǒng)同時受排斥力和吸引力而 懸浮，即列車的懸浮力為排斥力加吸引力，車載懸浮磁體的運動在鋁板里產(chǎn)生感應(yīng)電流，此 感應(yīng)電流產(chǎn)生排斥力，同時車載懸浮磁體吸引懸浮鐵板，從而具有吸引力；同時，車載懸浮 磁體的N極和S極幾乎都參與磁作用力，充分利用了同一磁體的N極和S極兩個磁極參與 懸浮，因而該磁懸浮系統(tǒng)的懸浮力大；二是列車和路軌結(jié)構(gòu)簡單，成本低，懸浮系統(tǒng)的路軌面僅為鋁板和鐵板，當(dāng)用永磁 體作車載懸浮磁體、推進(jìn)磁體和車載導(dǎo)向磁體時，整個懸浮系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理 會非常簡單，使得磁懸浮系統(tǒng)可靠性大幅提高，建造更方便，維修更簡單，而且路軌采用鋁 板和鐵板比采用永磁體或者電磁體，大大降低了工程造價；三是節(jié)能環(huán)保，懸浮系統(tǒng)的懸浮 和導(dǎo)向采用鋁板和鐵板，當(dāng)車速為550km/h以內(nèi)時采用永磁體時，懸浮系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)除 了渦流損耗外耗電少；四是技術(shù)要求低，該磁懸浮列車主要依靠車載懸浮磁體和懸浮鋁板 相對運動產(chǎn)生的磁斥力以及車載懸浮磁體對懸浮鐵板的吸引力來懸浮，故比單純只用吸引 力的EMS制懸浮列車和單純只用排斥力的EDS制懸浮列車的懸浮力要大很多，列車的上浮 和下降有較大的空間范圍，所以對路軌平整度及路基下沉量等技術(shù)的要求相對普通磁懸浮 列車低；五是懸浮系統(tǒng)的路軌僅為鋁板和鐵板，除了驅(qū)動繞組可能產(chǎn)生磁性外，整條路軌幾 乎沒有任何磁體，比永磁體結(jié)構(gòu)的軌道磁懸浮列車將磁場露天放置在軌道路面上形成幾十 至上千公里長的有磁軌道安全，因為它可能會吸附其它鐵磁物質(zhì)，而且一旦吸附上以后，由 于磁場很強(qiáng)將難以清掃下來，容易引發(fā)列車事故。六是安全性能高由于列車的懸浮力大， 懸浮間隙也大，同時列車的上浮和下降有較大的空間范圍，懸浮剛度大，故而安全性能高， 同時，該懸浮列車有輔助輪，當(dāng)列車在突然失去懸浮力時，例如當(dāng)驅(qū)動電源系統(tǒng)發(fā)生故障得 停車或者緊急情況時，輔助輪便作為一種保護(hù)措施，使列車可以借助輔助輪慢慢停下來，防 止車體直接與軌道相撞。
圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖2為本實用新型實施例1的懸浮力示意圖。圖3為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖4為本實用新型實施例2的懸浮力示意圖。圖5為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖6為本實用新型實施例3的懸浮力示意圖。圖7為本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖8為本實用新型實施例4的懸浮力示意圖。圖9為本實用新型實施例5的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖10為本實用新型實施例5的懸浮力示意圖。圖11為本實用新型實施例6的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖12為本實用新型實施例6的懸浮力示意圖。圖13為本實用新型實施例7的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖14為本實用新型實施例7的懸浮力示意圖。圖15為本實用新型實施例8的結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖16為本實用新型的車載懸浮磁體示意圖。圖中箭頭代表磁軸方向，N代表北極， S代表南極，磁軸方向由S極指向N極，磁體厚度為2cm左右。圖中1-車載懸浮磁體、2-懸浮鋁板、3-懸浮鐵板、4-車載導(dǎo)向磁體、5-導(dǎo)向鋁 板、6-推進(jìn)磁體、7-驅(qū)動繞組、8-車體、9-路軌、10-螺絲釘。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。實施例1，參見圖1和圖2，一種新型磁懸浮列車主要有車載懸浮磁體1、懸浮鋁板 2、懸浮鐵板3、車載導(dǎo)向磁體4、導(dǎo)向鋁板5、推進(jìn)磁體6、驅(qū)動繞組7、車體8和路軌9，其中 列車車體8采用抱住軌道的方式，車載懸浮磁體1沿車廂底架敷設(shè)并通過螺絲釘10固定在 車廂底架上，列車的軌道設(shè)計成“工”字形，懸浮鋁板2和懸浮鐵板3分別敷設(shè)在路軌的兩 條平行軌道面的內(nèi)壁上，即懸浮鐵板3敷設(shè)在上軌道面的內(nèi)壁，懸浮鋁板2敷設(shè)在下軌道面 的內(nèi)壁，懸浮鐵板3和懸浮鋁板2上下相向平行，懸浮鐵板3只起輔助懸浮作用，懸浮鋁板 2和懸浮鐵板3之間為車載懸浮磁體1，車載懸浮磁體1非接觸性地插入路軌懸浮鋁板2與 懸浮鐵板3之間形成懸浮陣列，車載懸浮磁體1表面積最大的面與懸浮鋁板2或懸浮鐵板3 表面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于懸浮鋁板表面積最大的面，懸浮陣列為兩列，呈水 平放置，于軌道中央的左右對稱分布。實施例1的懸浮原理為當(dāng)列車處于整個軌道的正中央運行時，由于車載懸浮磁 體1非接觸性地插入懸浮鋁板2和懸浮鐵板3之間，根據(jù)磁體與導(dǎo)體作相對運動將在導(dǎo)體 內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理(楞次定律)，當(dāng)車載懸浮磁體1與懸浮鋁板2作相對運動時，懸浮鋁 板2里產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場與車載懸浮磁體1的磁場方向相反，懸浮鋁板2與車 載懸浮磁體1之間出現(xiàn)排斥力；此外，根據(jù)磁體吸引鐵磁物質(zhì)的原理，車載懸浮磁體1又吸 引路軌9上的懸浮鐵板3，從而具有吸引力。因此，實施例1的磁懸浮系統(tǒng)同時受到排斥力 和吸引力而懸浮，即列車的懸浮力為排斥力加吸引力。具體懸浮原理可以如圖2所示，F(xiàn)l代表車載懸浮磁體和懸浮鋁板相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)2代表車載懸浮磁體吸引路軌上的 懸浮鐵板的吸引力，F(xiàn)l和F2的磁作用力沿豎直方向的合力起著列車懸浮的作用。列車懸 浮力的大小取決于車載懸浮磁體的大小和其磁場的大?。淮送?，其懸浮力的大小還取決于 列車的運行速度，列車的運行速度越快則懸浮力越大，反之則越小。實施例1的導(dǎo)向原理為由于車載導(dǎo)向磁體4沿車廂底部側(cè)內(nèi)壁敷設(shè)，導(dǎo)向鋁板5 沿路軌9側(cè)外壁敷設(shè)，車載導(dǎo)向磁體4表面積最大的面與導(dǎo)向鋁板5表面積最大的面相向 平行，其磁軸垂直于導(dǎo)向鋁板表面積最大的面。當(dāng)列車處于運行中時，根據(jù)磁體與導(dǎo)體作相 對運動將在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理(楞次定律)，車載導(dǎo)向磁體4與導(dǎo)向鋁板5作相對 運動，導(dǎo)向鋁板5里產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場與導(dǎo)向磁體4的磁場方向相反，導(dǎo)向鋁 板5與車載導(dǎo)向磁體4之間出現(xiàn)排斥力。當(dāng)列車處于整個軌道的正中央運行時，列車左右 兩邊的排斥力大小相等，方向相反，即一個向左一個向右，兩個排斥力相互抵消，合力為零。 但當(dāng)列車不是處于軌道正中央時，則兩個排斥力的合力不為零。當(dāng)列車向左偏移時，列車 右邊的車載導(dǎo)向磁體4會向?qū)蜾X板5靠近，而列車左邊的車載導(dǎo)向磁體4會向?qū)蜾X板 5遠(yuǎn)離，此時列車右側(cè)的排斥力會變大，列車左側(cè)的排斥力會變小，二者的合力向右，這樣排 斥力的合力就迫使列車右移，列車越是向左偏，則向右的排斥力之合力越大。當(dāng)列車向右偏 移時情況正好相反，列車左邊的車載導(dǎo)向磁體4會向?qū)蜾X板5靠近，而列車右邊的車載導(dǎo) 向磁體4會向?qū)蜾X板5遠(yuǎn)離，此時列車左側(cè)的排斥力會變大，列車右側(cè)的排斥力會變小， 二者的合力向左，這樣排斥力的合力就迫使列車左移，列車越是向右偏，則向左的排斥力之 合力越大。因此，只有列車在整個軌道的正中央位置時，列車左右兩邊的排斥力之合力才為 零，這樣就保證了列車在任何速度下都能穩(wěn)定地處于軌道中心行駛。該實施例1的車載懸 浮磁體1、推進(jìn)磁體6和車載導(dǎo)向磁體4采用永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo)磁體，或是上述磁 體的組合，車速在^Okm/h以內(nèi)時以永磁體為佳，車速在550km/h以上的超高速以電磁體或 者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。實施例2，參見圖3和圖4，該實施例2與實施例1的主要區(qū)別在于懸浮系統(tǒng)和導(dǎo) 向系統(tǒng)合而為一，懸浮系統(tǒng)既用于列車懸浮又用于列車導(dǎo)向，該實施例2的車載懸浮磁體1 沿車廂底架敷設(shè)，車載懸浮磁體1通過螺絲釘10固定在車廂底架上，懸浮鋁板2和懸浮鐵 板3分別敷設(shè)在路軌的兩條豎直的平行軌道面壁上，懸浮鐵板3在懸浮鋁板2之上，二者之 間為隔離層，懸浮鐵板3只起輔助懸浮作用，懸浮鐵板3與懸浮鐵板3左右相向排列，懸浮 鋁板2與懸浮鋁板2左右相向排列，車載懸浮磁體1豎直地非接觸性地插入路軌的兩懸浮 鋁板2之間和兩懸浮鐵板3之間，車載懸浮磁體1表面積最大的面與懸浮鋁板2或懸浮鐵 板3表面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于懸浮鋁板表面積最大的面，即車載懸浮磁體1 非接觸性地插入路軌懸浮鋁板2之間以及懸浮鐵板3之間形成懸浮陣列，懸浮陣列為左右 各一列。實施例2的懸浮原理與實施例1 一樣當(dāng)車載懸浮磁體1與懸浮鋁板2作相對運 動時，懸浮鋁板2里產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場與車載懸浮磁體1的磁場方向相反，懸 浮鋁板2與車載懸浮磁體1之間出現(xiàn)排斥力；同時車載懸浮磁體1又吸引路軌上的懸浮鐵 板3，從而具有吸引力。具體懸浮原理如圖4所示，F(xiàn)l和F3分別代表磁懸浮列車的車載懸 浮磁體和懸浮鋁板2相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)2和F4分別代表車載懸浮磁體吸引路軌上的 懸浮鐵板3的吸引力。Fl、F2、F3、F4沿豎直方向的合力起著列車懸浮的作用，F(xiàn)U F2、F3、 F4沿水平方向的合力起著列車導(dǎo)向的作用。6[0036]實施例2的導(dǎo)向原理為當(dāng)列車處于整個軌道的正中央運行時，列車左懸浮陣列 沿水平方向的合力與列車右懸浮陣列沿水平方向的合力都為零。但當(dāng)列車不是處于軌道正 中央時，則左右合力不為零。當(dāng)列車向左偏移時，列車右懸浮陣列的車載導(dǎo)向磁體4會向該 懸浮陣列的左懸浮鋁板2和懸浮鐵板3靠近而遠(yuǎn)離該懸浮陣列的右懸浮鋁板2和懸浮鐵板 3，此時，F(xiàn)l大于F3，F(xiàn)2大于F4，由于F2和F4只起輔助懸浮作用，故Fl與F3沿水平方向 的合力大于F2與F4沿水平方向的合力，列車右懸浮陣列沿水平方向的總合力向右。用同 樣原理可以得出列車左懸浮陣列沿水平方向的總合力也向右，這樣列車被迫右移，列車越 是向左偏，則列車受到沿水平方向向右的總合力越大。當(dāng)列車向右偏移時情況正好相反，列 車受到沿水平方向的總合力向左，這樣列車被迫左移，列車越是向右偏，則列車受到沿水平 方向向左的總合力越大。因此，只有列車在整個軌道的正中央位置時，其受到沿水平方向的 總合力才為零，這樣就保證了列車在任何速度下都能穩(wěn)定地處于軌道中心行駛。實施例2的車載懸浮磁體1和推進(jìn)磁體6可以是永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo) 磁體，也可以是上述磁體的組合，車速在550km/h以內(nèi)時以永磁體為佳，車速在550km/h以 上的超高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。實施例3 參見圖5和圖6，該實施例3沒有懸浮鐵板3，這是它與實施例2的主要 區(qū)別。由于沒有懸浮鐵板3，實施例3的懸浮力只有車載懸浮磁體1與懸浮鋁板2作相對運 動時的排斥力。具體懸浮原理可以如圖6所示，F(xiàn)l和F3分別代表磁懸浮列車的車載懸浮 磁體1和懸浮鋁板2相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)l和F3沿豎直方向的合力起著列車懸浮的 作用，F(xiàn)l和F3沿水平方向的合力起著列車導(dǎo)向的作用。其導(dǎo)向原理為當(dāng)列車處于整個軌 道的正中央運行時，列車左懸浮陣列沿水平方向的合力與列車右懸浮陣列沿水平方向的合 力都為零。但當(dāng)列車不是處于軌道正中央時，則左右合力不為零。當(dāng)列車向左偏移時，列車 右懸浮陣列的車載導(dǎo)向磁體4會向該懸浮陣列的左懸浮鋁板靠近而遠(yuǎn)離該懸浮陣列的右 懸浮鋁板，此時，F(xiàn)l大于F3，列車右懸浮陣列沿水平方向的合力向右；同樣原理可以得出列 車左懸浮陣列沿水平方向的合力也向右，這樣列車被迫右移。當(dāng)列車向右偏移時情況正好 相反，列車受到沿水平方向的總合力向左，這樣列車被迫左移。因此，只有列車在整個軌道 的正中央位置時，列車受到沿水平方向的合力才為零，這樣就保證了列車在任何速度下都 能穩(wěn)定地處于軌道中心行駛。該實施例的缺點是由于沒有懸浮鐵板3，從而降低了整個系 統(tǒng)的建造成本，但卻減少了列車的懸浮力。該實施例3的車載懸浮磁體1和推進(jìn)磁體6可 以是永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo)磁體，也可以是上述磁體的組合，車速在550km/h以內(nèi)時 以永磁體為佳，車速在550km/h以上的超高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。實施例4，參見圖7和圖8，該實施例4與實施例3的主要區(qū)別在于該實施例4的 懸浮鋁板2分別敷設(shè)在路軌豎直軌道面和水平軌道面上，形成四列懸浮陣列。其中兩列呈 水平放置，于軌道中央的左右對稱分布，車載懸浮磁體1非接觸性地置于懸浮鋁板2之上而 不是非接觸性地插入兩懸浮鋁板2之間，車載懸浮磁體1表面積最大的面與懸浮鋁板2表 面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于懸浮鋁板2表面積最大的面；另兩列懸浮陣列豎直 放置，其分布和實施例3 —樣。具體懸浮原理如圖8所示，在兩列水平放置的懸浮陣列中， F5和F6分別代表磁懸浮列車的車載懸浮磁體1和懸浮鋁板2作相對運動時產(chǎn)生的磁斥力， 這兩個力垂直于懸浮鋁板2向上起列車懸浮的作用。此外，在兩列豎直放置的懸浮陣列中， Fl和F3分別代表磁懸浮列車的車載懸浮磁體1和懸浮鋁板2相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)l和F3沿豎直方向的合力起著列車懸浮的作用，F(xiàn)l和F3沿水平方向的合力起著列車導(dǎo)向的 作用。該實施例4的導(dǎo)向原理和推進(jìn)原理與實施例3相同。該實施例4的車載懸浮磁體1 和推進(jìn)磁體6可以是永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo)磁體，也可以是上述磁體的組合，車速在 550km/h以內(nèi)時以永磁體為佳，車速在550km/h以上的超高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳， 也可互換。實施例5，參見圖9和圖10，該實施例5與實施例2的主要區(qū)別在于該實施例5的 懸浮鋁板2分別敷設(shè)在路軌豎直軌道面和水平軌道面上，形成四列懸浮陣列，其中兩列呈 水平放置，于軌道中央的左右對稱分布，車載懸浮磁體1非接觸性地置于懸浮鋁板2之上， 而不是非接觸性地插入兩懸浮鋁板2之間；另兩列豎直放置，其分布和實施例2—樣。具體 懸浮原理如圖10所示，在兩列水平放置的懸浮陣列中，F(xiàn)5和F6分別代表磁懸浮列車的車載 懸浮磁體1和懸浮鋁板2作相對運動時產(chǎn)生的磁斥力，這兩個力垂直于懸浮鋁板2向上起 列車懸浮的作用。此外，在兩列豎直放置的懸浮陣列中，F(xiàn)l和F3分別代表磁懸浮列車的車 載懸浮磁體1和懸浮鋁板2相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)2和F4分別代表車載懸浮磁體1吸引 路軌上的懸浮鐵板3的吸引力。F1、F2、F3、F4沿豎直方向的合力起著列車懸浮的作用，F(xiàn)1、 F2、F3、F4沿水平方向的合力起著列車導(dǎo)向的作用。該實施例5的導(dǎo)向原理和推進(jìn)原理與 實施例2相同。該實施例5的車載懸浮磁體1和推進(jìn)磁體6可以是永久磁體、普通電磁體、 超導(dǎo)磁體，也可以是上述磁體的組合，車速在550km/h以內(nèi)時以永磁體為佳，車速在550km/ h以上的超高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。實施例6，參見11和圖12，該實施例6與實施例2的主要區(qū)別在于車載懸浮磁體 1非接觸性地插入路軌懸浮鋁板2之間形成的懸浮陣列為四列，比實施例2比多出兩列，目 的是增大列車的懸浮力。具體懸浮原理如圖12所示，F(xiàn)l和F3分別代表某一懸浮陣列的車 載懸浮磁體1和懸浮鋁板2相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)2和F4分別代表車載懸浮磁體1吸 引路軌上的懸浮鐵板3的吸引力。Fl、F2、F3、F4沿豎直方向的合力起著列車懸浮的作用， F1、F2、F3、F4沿水平方向的合力起著列車導(dǎo)向的作用。其它三個懸浮陣列的懸浮與導(dǎo)向原 理與上述原理一樣。該實施例6的缺點是由于多出了兩個懸浮陣列，需要更多的懸浮鋁板 2和懸浮鐵板3從而增加了整個系統(tǒng)的建造成本。該實施例6的車載懸浮磁體1和推進(jìn)磁 體6可以是永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo)磁體，也可以是上述磁體的組合，車速在550km/h以 內(nèi)時以永磁體為佳，車速在550km/h以上的超高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。實施例7，參見圖13和圖14，該實施例7與實施例2的主要區(qū)別在于懸浮鐵板3 不是敷設(shè)在路軌上而是通過螺絲釘10固定在列車車廂底架上，懸浮鐵板3在懸浮鋁板2之 下，二者之間為隔離層，懸浮鐵板3只起輔助懸浮作用，車載懸浮磁體1和懸浮鐵板3豎直 地非接觸性地插入路軌懸浮鋁板2之間。實施例7的懸浮原理為當(dāng)車載懸浮磁體1與懸 浮鋁板2作相對運動時，懸浮鋁板2里產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場與車載懸浮磁體1的 磁場方向相反，懸浮鋁板2與車載懸浮磁體1之間出現(xiàn)排斥力；同時懸浮鋁板2中的感應(yīng)電 流的磁場吸引車載懸浮鐵板3，從而具有吸引力。具體懸浮原理如圖14所示，F(xiàn)l和F3分別 代表某一懸浮陣列的車載懸浮磁體1與懸浮鋁板2作相對運動產(chǎn)生的磁斥力，F(xiàn)2和F4分 別代表懸浮鋁板2中的感應(yīng)電流的磁場吸引懸浮鐵板3的吸引力，F(xiàn)1、F2、F3、F4沿豎直方 向的合力起著列車懸浮的作用，F(xiàn)1、F2、F3、F4沿水平方向的合力起著列車導(dǎo)向的作用。該 實施例的導(dǎo)向原理為當(dāng)列車處于整個軌道的正中央運行時，列車左懸浮陣列沿水平方向的合力與列車右懸浮陣列沿水平方向的合力都為零。但當(dāng)列車不是處于軌道正中央時，則 左右合力不為零。當(dāng)列車向左偏移時，列車右懸浮陣列的車載導(dǎo)向磁體4和懸浮鐵板會向 該懸浮陣列的左懸浮鋁板靠近而遠(yuǎn)離該懸浮陣列的右懸浮鋁板，此時，F(xiàn)l大于F3，F(xiàn)4大于 F2，由于F2和F4只起輔助懸浮作用，故Fl與F3沿水平方向的合力大于F2與F4沿水平 方向的合力，列車右懸浮陣列沿水平方向的總合力向右；用同樣原理可以得出列車左懸浮 陣列沿水平方向的總合力也向右，這樣列車被迫右移，列車越是向左偏，則列車受到沿水平 方向向右的總合力越大。當(dāng)列車向右偏移時情況正好相反，列車受到沿水平方向的總合力 向左，這樣列車被迫左移，列車越是向右偏，則列車受到沿水平方向向左的總合力越大。因 此，只有列車在整個軌道的正中央位置時，列車受到沿水平方向的總合力才為零，這樣就保 證了列車在任何速度下都能穩(wěn)定地處于軌道中心行駛。該實施例的缺點是懸浮鐵板3固 定在列車底架上，增加了列車的重量，從而相對地減少了列車的有效載荷。該實施例的車載 磁體(包括車載懸浮磁體、推進(jìn)磁體6和車載導(dǎo)向磁體4)可以是永久磁體、普通電磁體、超 導(dǎo)磁體，也可以是上述磁體的組合，550km/h以內(nèi)的速度以永磁體為佳，550km/h以上的超 高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。實施例8，如圖15所示，該實施例8與實施例3的主要區(qū)別在于實施例8比實施例3多了兩個懸浮陣列，目的是增大列車的懸浮力。其具體懸浮和導(dǎo)向原理與實施例 3相同。該實施例的缺點是由于多出了兩個懸浮陣列，需要更多的懸浮鋁板2從而增加了 整個系統(tǒng)的建造成本。該實施例的車載懸浮磁體1和推進(jìn)磁體6可以是永久磁體、普通電 磁體、超導(dǎo)磁體，也可以是上述磁體的組合，車速在550km/h以內(nèi)的速度以永磁體為佳，車 速在550km/h以上的超高速以電磁體或者超導(dǎo)磁體為佳，也可互換。9
權(quán)利要求1.一種新型磁懸浮列車，其特征是主要有懸浮系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)，所述懸浮 系統(tǒng)主要有車載懸浮磁體、路軌懸浮鋁板和懸浮鐵板，車載懸浮磁體沿車廂底架敷設(shè)并固 定在車廂底架上，懸浮鋁板和懸浮鐵板分別以不同的方位和角度敷設(shè)在路軌的各個不同軌 道面上；所述推進(jìn)系統(tǒng)主要有驅(qū)動繞組和推進(jìn)磁體；所述導(dǎo)向系統(tǒng)主要有車載導(dǎo)向磁體和 路軌導(dǎo)向鋁板，車載導(dǎo)向磁體沿車廂底部側(cè)內(nèi)壁敷設(shè)，路軌導(dǎo)向鋁板沿路軌側(cè)外壁敷設(shè)。
2.如權(quán)利要求1所述的新型磁懸浮列車，其特征是所述車載懸浮磁體表面積最大的 面與懸浮鋁板或懸浮鐵板表面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于懸浮鋁板表面積最大的 面，車載懸浮磁體非接觸性地插入路軌懸浮鋁板之間以及非接觸性地插入懸浮鋁板和懸浮 鐵板之間形成懸浮陣列，或者車載懸浮磁體非接觸性地置于懸浮鋁板之上形成懸浮陣列， 懸浮陣列為一列、兩列或多列。
3.如權(quán)利要求1或2所述的新型磁懸浮列車，其特征是懸浮鐵板為軟鐵，懸浮鐵板厚 度在1 2厘米之間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的新型磁懸浮列車，其特征是懸浮鋁板厚度在1.5 2. 5 厘米之間。
5.如權(quán)利要求1所述的新型磁懸浮列車，其特征是車載導(dǎo)向磁體表面積最大的面與 導(dǎo)向鋁板表面積最大的面相向平行，其磁軸垂直于導(dǎo)向鋁板表面積最大的面。
6.如權(quán)利要求1所述的新型磁懸浮列車，其特征是所述推進(jìn)系統(tǒng)分兩種第一種推進(jìn) 系統(tǒng)由軌道路面中間的驅(qū)動繞組和列車底部中間的車載推進(jìn)磁體構(gòu)成，作為直線電機(jī)的驅(qū) 動繞組沿著軌道連續(xù)分布，而作為車載推進(jìn)磁體的轉(zhuǎn)子固定在列車上；第二種推進(jìn)系統(tǒng)由 軌道路面中間的推進(jìn)磁體和列車底部中間的車載驅(qū)動繞組構(gòu)成，推進(jìn)磁體的定子沿著軌道 連續(xù)分布，而作為直線電機(jī)的驅(qū)動繞組固定在列車上。
7.如權(quán)利要求1所述的新型磁懸浮列車，其特征是所述車載懸浮磁體、推進(jìn)磁體和車 載導(dǎo)向磁體包括永久磁體、普通電磁體、超導(dǎo)磁體，或是上述磁體的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的新型磁懸浮列車，其特征是所述新型磁懸浮列車還裝有輔助輪。
專利摘要本實用新型涉及一種新型磁懸浮列車，主要有懸浮系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)，所述懸浮系統(tǒng)主要有車載懸浮磁體、路軌懸浮鋁板和懸浮鐵板，車載懸浮磁體沿車廂底架敷設(shè)并通過螺絲釘固定在車廂底架上，懸浮鋁板和懸浮鐵板分別以不同的方位和角度敷設(shè)在路軌的各個不同軌道面上；所述推進(jìn)系統(tǒng)主要有驅(qū)動繞組和推進(jìn)磁體；所述導(dǎo)向系統(tǒng)主要有車載導(dǎo)向磁體和路軌導(dǎo)向鋁板，車載導(dǎo)向磁體沿車廂底部側(cè)內(nèi)壁敷設(shè)，路軌導(dǎo)向鋁板沿路軌側(cè)外壁敷設(shè)。具有懸浮力大、列車和路軌結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)要求低、懸浮系統(tǒng)的路軌僅為鋁板和鐵板和安全性能高的優(yōu)點。
文檔編號B60L13/04GK201824897SQ201020529920
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者袁哲 申請人:袁哲