專利名稱：一種t型永磁導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)。
技術(shù)背景磁懸浮技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、高速、安全舒適的特點(diǎn)，是未來重要的軌道 交通工具。目前的磁浮列車有三種主要類型，即常導(dǎo)、低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)磁 懸浮車。以德國(guó)為代表的常導(dǎo)磁懸浮車起步較早，有較重且需要車載供電的電磁鐵，控制系統(tǒng)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，懸浮高度較低，要求高精度軌道。日本HSST和中國(guó)低速常規(guī)電磁懸浮車與德國(guó)的具有類似的缺點(diǎn)。以日本為代表的低溫超導(dǎo)磁懸浮列車在靜止?fàn)顟B(tài)不能懸浮，啟動(dòng)和停止時(shí)能耗高，噪音污染大。工作在液氦溫度制造和運(yùn)行成本較高。近年來做了將其 NbTi線材改為Bi系帶材試^r，仍然具有上述缺陷。高溫超導(dǎo)(用高溫超導(dǎo)塊材)磁懸浮是一種懸浮和導(dǎo)向無需控制的自穩(wěn)定 懸浮系統(tǒng)，自1988年發(fā)現(xiàn)以來，在國(guó)際上形成了一股研究和應(yīng)用的熱潮，已成 為超導(dǎo)應(yīng)用的重要方向之一。2000年世界首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車在中國(guó)西南交通大學(xué)研制成 功后，俄羅斯和德國(guó)進(jìn)行了跟進(jìn)研究，相繼在2004年研制成功了高溫超導(dǎo)磁懸 浮實(shí)驗(yàn)車。實(shí)驗(yàn)車的懸浮力來自于高溫超導(dǎo)塊材對(duì)永磁導(dǎo)機(jī)磁場(chǎng)的排斥力，而 車體在永磁導(dǎo)軌上橫向穩(wěn)定的導(dǎo)向力來自于高溫超導(dǎo)塊材對(duì)永磁導(dǎo)軌的磁通 釘扎力。顯然，永磁導(dǎo)軌在提高車體的懸浮能力和導(dǎo)向能力方面起到了重要的 作用。現(xiàn)有的高溫超導(dǎo)磁懸浮車所使用的永磁導(dǎo)軌是由"一"字型的導(dǎo)軌構(gòu)成， 在"一，，字型的導(dǎo)軌的上方的車體支撐架上安裝有低溫容器及其超導(dǎo)塊材，構(gòu) 成高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)。高溫超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行時(shí)，其側(cè)向復(fù)位的導(dǎo)向力是由 上方的高溫超導(dǎo)塊材與下方的永磁導(dǎo)軌相互的釘扎力產(chǎn)生，導(dǎo)向力較低，當(dāng)車 體高速運(yùn)行于軌道的拐彎段時(shí)，車體的離心力將大于導(dǎo)向力，而易發(fā)生側(cè)向偏 移，影響列車的穩(wěn)定運(yùn)行。并且，車體只利用了 "一"字型軌道(導(dǎo)軌)上方的
磁場(chǎng)，下方的^茲場(chǎng)沒得到利用，永J茲導(dǎo)軌的利用率低。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種新型的T型永磁導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)磁懸浮系 統(tǒng)，該種系統(tǒng)的導(dǎo)向力大，列車在拐彎段能夠穩(wěn)定運(yùn)行，且永磁導(dǎo)軌的磁場(chǎng)利 用率高，永磁體用量減小，節(jié)省成本。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是 一種T型永磁導(dǎo)軌的 高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，包括永磁導(dǎo)軌和車體支撐架，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是永磁導(dǎo)軌 是橫向永》茲體組和豎向永》茲體組組成的T型7JC磁導(dǎo)軌，JU黃向永磁體組的豎向 中心線與豎向永》茲體組的豎向中心線重合；橫向7lc磁體組由三個(gè)及以上的基數(shù)個(gè)永磁體構(gòu)成，各7JC磁體的磁化方向按 照使導(dǎo)軌上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小且中間的永磁體磁化方向 向下的方式排列。豎向永石茲體組由二個(gè)及以上的偶數(shù)個(gè)豎向永^茲體組成，與橫向永磁體組接 觸的第 一 個(gè)豎向永磁體的磁化方向與橫向永磁體組中間的永磁體的磁化方向 相同，且相鄰豎向永磁體的磁化方向相反，相鄰豎向永磁體之間安裝有聚磁鐵。車體支撐架的形狀與T型永^磁導(dǎo)軌的形狀適g&，覆蓋在T型永磁導(dǎo)軌的上 面和側(cè)面；橫向永石茲體組上方的車體支撐架部位固定有低溫容器，低溫容器中 橫向安放有高溫超導(dǎo)塊材；豎向永磁體組邊的車體支撐架部位固定有低溫容 器，低溫容器中豎向安放有高溫超導(dǎo)塊材。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是該系統(tǒng)的永^f茲導(dǎo)軌采用T字形，其中的橫向永磁體組在導(dǎo)軌的下方產(chǎn)生弱 磁場(chǎng)，而在上方產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，該強(qiáng)磁場(chǎng)與上方塊材相互作用，利用塊材的抗磁 性形成高溫超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行所需要的懸浮力；并利用塊材的釘扎力產(chǎn)生導(dǎo)向 力。而增加的豎向永磁體組由于其永磁體磁化方向兩兩相對(duì)，根據(jù)磁路理論分 析可知，磁力線在兩個(gè)永磁體之間將相互排斥，從而大多數(shù)磁力線將不會(huì)經(jīng)過 永磁體的內(nèi)部，而會(huì)向旁穿出，并聚集在聚磁鐵附近。也即豎向永磁體組在聚 磁鐵處的左右兩邊將對(duì)稱地在形成強(qiáng)磁場(chǎng)。該強(qiáng)磁場(chǎng)與其側(cè)邊豎向安放的高溫超導(dǎo)塊材發(fā)生相互作用，利用塊材的抗磁性產(chǎn)生了很強(qiáng)的側(cè)向復(fù)位力，該側(cè)向 復(fù)位力對(duì)高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的實(shí)際效果就是導(dǎo)向力。而且這種導(dǎo)向力遠(yuǎn)大于 因塊材的釘扎力產(chǎn)生的導(dǎo)向力，使得高溫超導(dǎo)磁懸浮車實(shí)際受到的導(dǎo)向力大大
增加，列車高速運(yùn)行在拐彎段時(shí)，導(dǎo)向力仍能克服離心力的作用，保持列車的 平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)，豎向永磁體與豎向安放的塊材因釘扎力而產(chǎn)生的作用力，可進(jìn)一步 提高了整個(gè)系統(tǒng)的懸浮力。本實(shí)用新型的豎向永磁體左右兩側(cè)的磁場(chǎng)均得到利用，并且由于橫向永磁 體組中間的永磁體與其靠近的第一個(gè)豎向永磁體的磁化方向相同，橫向永磁體 組下方的磁場(chǎng)也能被豎向永磁體聚集利用，而豎向永磁體上端的磁場(chǎng)又能被橫 向永磁體聚集利用。這樣，本實(shí)用新型的永磁導(dǎo)軌的磁場(chǎng)利用率非常充分，減 少了永磁體的浪費(fèi)，節(jié)省了成本。上述的T型永磁導(dǎo)軌的橫向永磁體組由五個(gè)永磁體構(gòu)成，各7Jc磁體的磁化方向分別是，中間的7^a茲體向下，中間左邊的第一個(gè)永」磁體向左，中間右邊的第一個(gè)永磁體向右，中間左邊及右邊的第二個(gè)永磁體均向上；或者各個(gè)永磁體 的磁化方向均反向。上述的T型永磁導(dǎo)軌的橫向永磁體組中的永磁體增加兩個(gè)成為七個(gè)，最左 邊的永磁體的磁化方向向右，最右邊的永磁體的磁化方向向左；或者各個(gè)永磁 體的》茲卩t方向均反向。采用五、七個(gè)永^茲體組成橫向永磁體組，既能在上方形成很強(qiáng)的磁場(chǎng)，而 下方的磁場(chǎng)很弱；同時(shí)，永磁體之間的排列安裝也方便、實(shí)施容易。上述的T型永磁導(dǎo)軌的豎向永磁體組的豎向永」磁體為4個(gè)。4個(gè)永磁體既 方便安裝，同時(shí)也便于在其兩側(cè)聚集形成對(duì)稱的強(qiáng)磁場(chǎng)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的箭頭方向?yàn)橛来朋w的磁 化方向。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一中T型永磁導(dǎo)軌的磁場(chǎng)分布示意圖。 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的箭頭方向?yàn)橛来朋w的磁 化方向。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二中T型永磁導(dǎo)軌的磁場(chǎng)分布示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一 圖1示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為 一種T型永磁導(dǎo)軌的高 溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，永磁導(dǎo)軌是由橫向永磁體組2和豎向永磁體組3組成的T 型永》茲導(dǎo)軌，且4黃向永》茲體組2的豎向中心線與豎向永》茲體組3的豎向中心線 重合；橫向永磁體組2由三個(gè)及以上的基數(shù)個(gè)永磁體構(gòu)成，各永磁體的磁化方向 按照使導(dǎo)軌上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小且中間的永磁體磁化方 向向下的方式排列。本例的T型永磁導(dǎo)軌的橫向永磁體組2由五個(gè)永磁體構(gòu)成， 各7JC磁體的》茲化方向分別是，中間的永磁體20向下，中間左邊的第一個(gè)永磁 體2a向左，中間右邊的第一個(gè)永》茲體2A向右，中間左邊及右邊的第二個(gè)永》茲 體2b、 2B均向上。根據(jù)磁路理論分析可知，五個(gè)永磁體只有采取這種排列方 式或者將該種排列方式中的每個(gè)7lc磁體的磁化方向反向，可使得橫向永磁體組 2上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，而下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小。豎向7lU茲體組3由二個(gè)及以上的偶數(shù)個(gè)豎向7lc磁體組成，與4黃向永》茲體組 2接觸的第一個(gè)豎向永磁體3a的磁化方向與橫向永磁體組2中間的永磁體的磁 化方向相同，且相鄰豎向永i茲體的磁化方向相反，相鄰豎向永磁體之間安裝有 聚磁鐵4。本例的T型永磁導(dǎo)軌的豎向永J茲體組3的豎向永磁體為4個(gè)，靠近橫向永 磁體組2的第一個(gè)豎向永》茲體3a /f茲化方向向下，依次向下的第二個(gè)豎向7Jc^ 體3b的磁化方向向上，第三個(gè)豎向7l^茲體3c的磁化方向向下，第四個(gè)豎向永 》茲體3d的》茲化方向向上。圖2則示出了本例的T型永磁導(dǎo)軌的磁場(chǎng)分布。從圖中可以看出，由于本 例的橫向永磁體組2中各永磁體的特定排列方式，使得橫向永磁體組2上方的 磁場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度；而豎向永磁體組3由于相鄰的兩個(gè)永磁體 磁化方向相反，且中間嵌有聚磁鐵4，因此，在聚磁鐵4處的豎向永磁體組3 兩側(cè)對(duì)稱分布形成了強(qiáng)磁場(chǎng)。將橫向永磁體組2的每個(gè)永磁體及豎向永磁體組3中的每個(gè)豎向永磁體均 反向，也可得到與圖2相同的磁場(chǎng)分布情況，只是磁力線的方向相反而已。本實(shí)用新型的車體支撐架1的形狀與T型永磁導(dǎo)軌的形狀適配，覆蓋在T 型永磁導(dǎo)軌的上面和側(cè)面；橫向永磁體組2上方的車體支撐架1部位固定有低 溫容器5,低溫容器5中橫向安放有高溫超導(dǎo)塊材8;豎向永磁體組3邊的車
體支撐架1部位固定有低溫容器5,低溫容器5中豎向安放有高溫超導(dǎo)塊材8。 實(shí)施例二圖3示出，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，不同的僅僅是T型永 磁導(dǎo)軌的橫向永」磁體組2中的永磁體由實(shí)施例一的五個(gè)增加兩個(gè)成為七個(gè)，左 邊增加的一個(gè)也即最左邊的永磁體2c的磁化方向向右，右邊增加的一個(gè)也即最 右邊的永i茲體2C的磁化方向向左。根據(jù)磁路理論分析可知，七個(gè)永磁體采取 這種排列方式或在該種排列方式中的每一個(gè)永磁體的磁化方向反向，可使得橫 向永磁體組2上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，而下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小。圖4則示出了本例的T型永磁導(dǎo)軌8的磁場(chǎng)分布。從圖中可以看出，由于 本例的橫向永》茲體組2中七個(gè)永磁體的特定排列方式，使得橫向永磁體組2上 方的磁場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度；而豎向永磁體組3由于相鄰的兩個(gè)永 磁體磁化方向相反，且中間嵌有聚磁鐵4，因此，在聚磁鐵4處的豎向永磁體 組3兩側(cè)對(duì)稱分布形成了強(qiáng)磁場(chǎng)。將橫向永磁體組2的每個(gè)永磁體及豎向永磁體組3中的每個(gè)豎向永磁體均 反向，也可得到與圖4相同的磁場(chǎng)分布情況，只是磁力線的方向相反。在實(shí)際實(shí)施時(shí)，豎向7Jc磁體組3的豎向永磁體個(gè)數(shù)除可以是上述兩實(shí)施例 的四個(gè)，還可以是二、六、八、十等偶數(shù)。但只選兩個(gè)其側(cè)邊的磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱， 而超過八個(gè)則安裝及維護(hù)4t寐煩，通常采用四、六、八個(gè)較佳。本實(shí)用新型的橫向永磁體組2的永磁體個(gè)數(shù)除可以是上述兩實(shí)施例的五 個(gè)、七個(gè)，還可以是三、九、十一等奇數(shù)。但超過九個(gè)則安裝及維護(hù)較麻煩， 通常采用三、五、七、九個(gè)較佳。由于本實(shí)用新型的導(dǎo)向力很大，懸浮力也得到增強(qiáng)，磁場(chǎng)利用率很高，因 此可以僅用一根導(dǎo)軌即能保證列車穩(wěn)定運(yùn)行，不發(fā)生側(cè)向偏移及擺動(dòng)。從而可 以開發(fā)出單軌式的高溫超導(dǎo)磁懸浮車系統(tǒng)，減少車體的運(yùn)行空間，結(jié)構(gòu)更筒單， 有利于高溫超導(dǎo)磁懸浮車的推廣應(yīng)用。當(dāng)然，本實(shí)用新型也可用于各種兩根導(dǎo) 軌組成的雙軌式高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種T型永磁導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，包括永磁導(dǎo)軌和車體支撐架(1)，其特征在于所述的永磁導(dǎo)軌是橫向永磁體組(2)和豎向永磁體組(3)組成的T型永磁導(dǎo)軌，且橫向永磁體組(2)的豎向中心線與豎向永磁體組(3)的豎向中心線重合；橫向永磁體組(2)由三個(gè)及以上的基數(shù)個(gè)永磁體構(gòu)成，各永磁體的磁化方向按照使導(dǎo)軌上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小且中間的永磁體磁化方向向下的方式排列；豎向永磁體組(3)由二個(gè)及以上的偶數(shù)個(gè)豎向永磁體組成，與橫向永磁體組(2)接觸的第一個(gè)豎向永磁體(3a)的磁化方向與橫向永磁體組(2)中間的永磁體的磁化方向相同，且相鄰豎向永磁體的磁化方向相反，相鄰豎向永磁體之間安裝有聚磁鐵(4)；車體支撐架(1)的形狀與T型永磁導(dǎo)軌的形狀適配，覆蓋在T型永磁導(dǎo)軌的上面和側(cè)面；橫向永磁體組(2)上方的車體支撐架(1)部位固定有低溫容器(5)，低溫容器(5)中橫向安放有高溫超導(dǎo)塊材(8)；豎向永磁體組(3)邊的車體支撐架(1)部位固定有低溫容器(5)，低溫容器(5)中豎向安放有高溫超導(dǎo)塊材(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種T型永磁導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，其特 征在于所述的T型永磁導(dǎo)軌的橫向永磁體組(2)由五個(gè)永磁體構(gòu)成，各永 磁體的磁化方向分別是，中間的7la茲體(20)向下，中間左邊的第一個(gè)永J茲體(2a)向左，中間右邊的第一個(gè)永》茲體(2A)向右，中間左邊及右邊的第二個(gè) 永磁體(2b、 2B)均向上；或者各個(gè)永磁體的i茲化方向均反向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種T型永磁導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，其 特征在于所述的T型永磁導(dǎo)軌的橫向永磁體組(2)中的永磁體增加兩個(gè)成 為七個(gè)，最左邊的永磁體(2c)的磁化方向向右，最右邊的永磁體(2C)的磁 化方向向左；或者各個(gè)永磁體的磁化方向均反向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種T型永^茲導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)》茲懸浮系統(tǒng)，其 特征在于所述的T型^c磁導(dǎo)軌的豎向永磁體組(3)的豎向永磁體為4個(gè)。
專利摘要一種T型永磁導(dǎo)軌的高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，其永磁導(dǎo)軌是由橫向永磁體組(2)和豎向永磁體組(3)組成的T型永磁導(dǎo)軌；橫向永磁體組(2)中的三個(gè)以上的奇數(shù)個(gè)永磁體排列，使導(dǎo)軌上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，下方的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小，豎向永磁體組(3)由二個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)豎向永磁體組成，與橫向永磁體組(2)接觸的第一個(gè)豎向永磁體(3a)的磁化方向與橫向永磁體組(2)中間的永磁體的磁化方向相同，且相鄰豎向永磁體的磁化方向相反，相鄰豎向永磁體之間安裝有聚磁鐵(4)；車體支撐架(1)覆蓋在T型永磁導(dǎo)軌上且與其形狀適配。該種系統(tǒng)的導(dǎo)向力大，列車在拐彎段能夠穩(wěn)定運(yùn)行，且永磁導(dǎo)軌的磁場(chǎng)利用率高，永磁體用量減小，節(jié)省成本。
文檔編號(hào)B60L13/04GK201049595SQ20072008021
公開日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者偉 劉, 明 江, 王家素, 王素玉, 華 荊, 鄧昌延, 鄧自剛 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)