一种自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置的制作方法

1.本实用新型涉及磁悬浮列车技术领域，具体为一种自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置。


背景技术：

2.中低速磁浮列车作为一种有着广泛应用前景的未来绿色交通工具，越来越得以推广和应用。悬浮装置是中低速磁浮列车特有的装置，为中低速磁浮列车提供悬浮力。为提倡节能、绿化出行，因此将永磁体应用于悬浮装置，减少悬浮装置中线圈电流，从而达到节能目的。
3.但是，应用于中低速磁悬浮列车中的永磁体可能会在悬浮高度突然减少、以及悬浮控制器失效的情况下，中低速磁浮列车会吸附在f型轨道上无法动作，以致于出现“吸死”问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置，以解决中低速磁悬浮列车中的永磁体可能会在悬浮高度突然减少、以及悬浮控制器失效的情况下，中低速磁浮列车会吸附在f型轨道上无法动作，以致于出现“吸死”问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
6.本实用新型公开了一种自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置，包括：轨道、第一极板、第二极板、若干个纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块；
7.所述纯永磁悬浮模块与所述纯电磁悬浮模块沿所述轨道纵向排布于所述轨道下方；
8.所述第一极板设置于所述纯永磁悬浮模块和所述纯电磁悬浮模块的一侧，所述第二极板设置于所述纯永磁悬浮模块和所述纯电磁悬浮模块的另一侧；
9.所述纯电磁悬浮模块能够产生与所述纯永磁悬浮模块相同的磁场极性。
10.优选的，所述纯永磁悬浮模块，包括：纯永磁悬浮铁芯和纯永磁悬浮永磁体；
11.纯永磁悬浮永磁体的一侧通过一所述纯永磁悬浮铁芯与所述第一极板相连，另一侧通过另一所述纯永磁悬浮铁芯与所述第二极板相连。
12.优选的，所述纯电磁悬浮模块，包括：纯电磁悬浮线圈和纯电磁悬浮铁芯；
13.所述纯电磁悬浮线圈缠绕于所述纯电磁悬浮铁芯；
14.所述纯电磁悬浮铁芯的一侧与所述第一极板相连，另一侧与所述第二极板相连。
15.优选的，所述纯电磁悬浮模块的数量至少为两个，所述纯永磁悬浮模块的数量至少为一个；
16.所述纯永磁悬浮模块设置于两个所述纯电磁悬浮模块之间。
17.优选的，两个所述纯电磁悬浮模块与一个所述纯永磁悬浮模块构成一个永磁电磁混合组合，多个所述永磁电磁混合组合沿轨道纵向等距设置。
18.由上述内容可知，本实用新型公开了一种自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置。将纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块沿所述轨道纵向排布于所述轨道下方，在磁悬浮列车正常工作状态下，纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块两侧的磁场极性相同，因此，纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块能够一起为磁悬浮列车提供向上的悬浮力，且共同产生的悬浮力大于磁悬浮列车的重力，使得磁悬浮列车处于悬浮状态；而当磁悬浮列车处于非正常工作状态时，所述纯电磁悬浮模块产生较弱或者不产生磁场，多个纯永磁悬浮模块所产生的悬浮力小于所述磁悬浮列车的车重，当磁悬浮列车所受悬浮力减少时，磁悬浮列车可在自身重力作用下落车，进而避免磁悬浮列车被吸附于轨道上。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置的仰视图；
22.图3为本实用新型实施例提供的纯电磁悬浮模块的截面图；
23.图4为本实用新型实施例提供的纯永磁悬浮模块的截面图；
24.图5为本实用新型实施例提供的自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置在正常工作时磁力线走向图；
25.图6为本实用新型实施例提供的自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置在吸死状态时磁力线走向图。
26.其中，轨道1、第一极板2、纯永磁悬浮铁芯3、纯永磁悬浮永磁体4、纯电磁悬浮线圈5、纯电磁悬浮铁芯6和第二极板7。
具体实施方式
27.本实用新型主要针对常规中低速磁浮列车永磁电磁混合悬浮装置中永磁体在悬浮高度突然减少、悬浮控制器失效的情况下，中低速磁浮列车会吸附在f型轨道上无法动作，“吸死”这一重大问题提出了一种新型中低速磁浮列车用自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置。这种新型的混合悬浮装置，可以在中低速磁浮列车吸死时，自动改变磁力线走向，从而减少混合悬浮装置产生的悬浮力，达到自动防吸死功能。中低速磁浮列车吸死时，悬浮控制器停止工作，纯电磁悬浮线圈无激励电流，纯电磁悬浮铁芯不产生磁场磁极；磁力线依次通过纯永磁悬浮永磁体、第一极板、纯电磁悬浮铁芯、第二极板再回到纯永磁悬浮永磁体这一通道中的磁阻力最小，磁力线走向也由原来的通道自动改变为磁阻力最小的通道；因此混合悬浮装置产生的大部分磁场能量通过混合悬浮装置内部回路进行闭合，混合悬浮装置达到自动防吸死功能。
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
30.本实用新型实施例提供一种自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置，参见图1至图6，图1为自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置的结构示意图，所述自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置包括：轨道1、第一极板2、第二极板7、若干个纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块；
31.所述纯永磁悬浮模块与所述纯电磁悬浮模块沿所述轨道1纵向排布于所述轨道1下方；
32.所述第一极板2设置于所述纯永磁悬浮模块和所述纯电磁悬浮模块的一侧，所述第二极板7设置于所述纯永磁悬浮模块和所述纯电磁悬浮模块的另一侧；
33.所述纯电磁悬浮模块能够产生与所述纯永磁悬浮模块相同的磁场极性。
34.需要说明的是，所述纯电磁悬浮模块是一种能够输出悬浮力的电磁铁，将纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块沿所述轨道1纵向排布于所述轨道1下方，在磁悬浮列车正常工作状态下，纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块两侧的磁场极性相同，因此，纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块能够一起为磁悬浮列车提供向上的悬浮力，且共同产生的悬浮力大于磁悬浮列车的重力，使得磁悬浮列车处于悬浮状态；而当磁悬浮列车处于非正常工作状态(吸死状态)时，所述纯电磁悬浮模块产生较弱或者不产生磁场，多个纯永磁悬浮模块所产生的悬浮力小于所述磁悬浮列车的车重，当磁悬浮列车所受悬浮力减少时，磁悬浮列车可在自身重力作用下落车，进而避免磁悬浮列车被吸附于轨道1上。
35.还需要说明的是，在纯电磁悬浮模块不产生磁场时，此时纯永磁悬浮模块、所述纯电磁悬浮模块、第一极板2和第二极板7不与轨道1形成闭合回路磁力线，因此只有纯永磁悬浮模块、所述纯电磁悬浮模块、第一极板2和第二极板7形成闭合回路磁力线。而在纯电磁悬浮模块产生磁场时，此时纯永磁悬浮模块、所述纯电磁悬浮模块、第一极板2、第二极板7和轨道1可形成闭合回路磁力线。
36.具体的，所述纯永磁悬浮模块，包括：纯永磁悬浮铁芯3和纯永磁悬浮永磁体4；
37.纯永磁悬浮永磁体4的一侧通过一所述纯永磁悬浮铁芯3与所述第一极板2相连，另一侧通过另一所述纯永磁悬浮铁芯3与所述第二极板7相连。
38.需要说明的是，永磁悬浮永磁体4是一种可以产生磁场永磁体，且为磁悬浮列车提供悬浮力，将纯永磁悬浮永磁体4两侧通过纯永磁悬浮铁芯3分别与第一极板2和第二极板7相连，可以将纯永磁悬浮永磁体4很好的固定，防止纯永磁悬浮永磁体4在磁悬浮列车运行时出现移位。
39.进一步，所述纯电磁悬浮模块，包括：纯电磁悬浮线圈5和纯电磁悬浮铁芯6；
40.所述纯电磁悬浮线圈5缠绕于所述纯电磁悬浮铁芯6；
41.所述纯电磁悬浮铁芯6的一侧与所述第一极板2相连，另一侧与所述第二极板7相连。
42.需要说明的是，将所述纯电磁悬浮线圈5缠绕于所述纯电磁悬浮铁芯6，可以通过
调节纯电磁悬浮线圈5中的激励电流方向和大小产生磁力的强弱，在磁悬浮列车正常工作状态下，使其能够与纯永磁悬浮模块一起产生相同的磁场磁极，为磁悬浮列车提供悬浮力，而在磁悬浮列车吸附于轨道1上时，能够断开纯电磁悬浮线圈5中的激励电流或者改变纯电磁悬浮线圈5中的激励电流大小，使纯电磁悬浮线圈5不产生磁场或者产生较弱的磁场，使其磁悬浮列车在自身的重力作用下，避免吸死在轨道1上。
43.还需要说明的是，将纯电磁悬浮铁芯6的一侧用于同第一极板2相连，另一侧用于同第二极板7相连，第一极板2和第二极板7能够将纯电磁悬浮铁芯6进行固定，防止所述纯电磁悬浮模块在磁悬浮列车运行时移位。
44.具体的，所述纯电磁悬浮模块的数量至少为两个，所述纯永磁悬浮模块的数量至少为一个；
45.所述纯永磁悬浮模块设置于两个所述纯电磁悬浮模块之间。
46.需要说明的是，将纯永磁悬浮模块设置于相邻两个所述纯电磁悬浮模块之间，可以使每一段轨道上对磁悬浮列车所产生的悬浮力都处于可控状态，即磁悬浮列车在正常工作状态下，能够为磁悬浮列车提供相应大小的悬浮力，以及在磁悬浮列车处于吸附于轨道时，能够控制纯电磁悬浮模块减少磁场或不产生磁场，使所述磁悬浮列车能够在自身重力作用下落车，进而避免磁悬浮列车吸死在轨道1。
47.进一步，两个所述纯电磁悬浮模块与一个所述纯永磁悬浮模块构成一个永磁电磁混合组合，多个所述永磁电磁混合组合沿轨道1纵向等距设置。
48.需要说明的是，将多个永磁电磁混合组合沿所述轨道1纵向等距设置，可以使每一段轨道上对磁悬浮列车所产生的悬浮力都处于可控状态，即磁悬浮列车在正常工作状态下，能够为磁悬浮列车提供相应大小的悬浮力，以及在磁悬浮列车处于吸附于轨道时，能够控制纯电磁悬浮模块减少磁场或不产生磁场，使所述磁悬浮列车能够在自身重力作用下落车，进而避免磁悬浮列车吸死在轨道1。
49.进一步，所述自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置，还包括：控制模块；所述控制模块用于根据所述磁悬浮列车的工作状态，自动调节所述纯电磁悬浮模块中的激励电流方向和大小，对所述纯永磁悬浮模块所产生的悬浮力进行调控。
50.需要说明的是，通过设置控制模块，控制模块可以根据磁悬浮列车的工作状态，自动调节所述纯电磁悬浮模块中的激励电流方向和大小，对所述纯永磁悬浮模块所产生的悬浮力进行调控，即磁悬浮列车在正常工作状态下，能够为磁悬浮列车提供相应大小的悬浮力，以及在磁悬浮列车处于吸附于轨道时，能够控制纯电磁悬浮模块减少磁场或不产生磁场，使所述磁悬浮列车能够在自身重力作用下落车，进而避免磁悬浮列车吸死在轨道1。
51.具体的，所述磁悬浮列车处于正常工作状态，所述控制模块用于调控所述纯电磁悬浮模块所产生的磁场极性与所述纯永磁悬浮模块相同。
52.需要说明的是，在磁悬浮列车处于正常工作状态下，控制模块通过调控纯电磁悬浮模块所产生的磁场极性与所述纯永磁悬浮模块相同，可以使纯电磁悬浮模块和纯永磁悬浮模块两侧磁极极性相同，使其共同产生的磁场能够为磁悬浮列车提供足够大的悬浮力，保证磁悬浮列车能够处于悬浮状态。
53.进一步，所述磁悬浮列车处于吸死工作状态，所述控制模块用于调控所述纯电磁悬浮模块不产生磁场。
54.需要说明的是，控制模块通过调控纯电磁悬浮模块不产生磁场，因此，纯电磁悬浮模块无法对磁悬浮列车提供悬浮力，此时，只有纯永磁悬浮模块单独为磁悬浮列车提供悬浮力，由于纯永磁悬浮模块对磁悬浮列车所产生的悬浮力是小于磁悬浮列车的重力，因此，磁悬浮列车可在自身重力作用下落车，进而避免磁悬浮列车被吸附于轨道1上。
55.具体的，所述纯永磁悬浮模块、所述纯电磁悬浮模块、所述第一极板2和所述第二极板7形成闭合回路磁力线。
56.需要说明的是，纯电磁悬浮模块不产生磁场时，此时纯永磁悬浮模块、第一极板2、第二极板7和所述纯电磁悬浮模块形成闭合回路磁力线，而纯永磁悬浮模块所产生的磁场只有少量漏磁经过轨道1，因此所产生的悬浮力小于磁悬浮列车的自身重力，故磁悬浮列车在非正常工作状态下，能够实现落车，避免吸死于轨道1。
57.为了便于理解上述方案，结合图1至图6，下面对本方案作进一步介绍。
58.一种中低速磁浮列车用自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置(以下简称混合悬浮装置)包含f型轨道1、极板(第一极板2和第二极板7)、纯永磁悬浮模块、纯电磁悬浮模块。
59.混合悬浮装置由若干个纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块组合而成；当混合悬浮装置正常工作时，纯永磁悬浮模块产生的磁场极性与纯电磁悬浮模块产生的磁场极性相同，同一块极板上只有一种磁场极性，磁力线通过纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块的铁芯、极板、f型轨道形成一个闭合回路，为列车提供一个向上的悬浮力；当混合悬浮装置处于吸死状态时，纯电磁悬浮模块的线圈不加激励电流，纯电磁悬浮模块不工作，磁力线通过纯永磁悬浮模块的铁芯、极板、纯电磁悬浮模块的铁芯形成一个闭合回路，混合悬浮装置与f型轨道之间只有少量漏磁通过，产生的悬浮力小于磁浮列车车重，磁浮列车自动落车。
60.极板采用导磁材质，用来传导纯电磁悬浮模块和纯永磁悬浮模块产生的磁场；安装于混合悬浮装置两侧，用于紧固纯电磁悬浮模块的铁芯和纯永磁悬浮模块的铁芯两侧。
61.纯永磁悬浮模块包含：纯永磁悬浮模块的铁芯3和纯永磁悬浮模块的永磁体4，永磁体4通过两侧铁芯3与极板连接，纯永磁悬浮模块左右两侧各有一个纯电磁悬浮模块，永磁体4产生磁场，为中低速磁浮列车提供悬浮力。
62.纯电磁悬浮模块包含：纯电磁悬浮模块的线圈5和纯电磁悬浮模块的铁芯6，线圈5环绕在铁芯6上，通过调节线圈5中的激励电流方向和大小，可对纯永磁悬浮模块的悬浮力进行调控，铁芯6与两侧极板连接。
63.如图1、图2所示，纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块共用两个极板；纯永磁悬浮模块为中低速磁浮列车提供正常悬浮力，保障中低速磁浮列车的正常悬浮；纯电磁悬浮模块，在电磁铁线圈中加激励电流，能使铁芯中产生磁场，可以修正悬浮力的大小；纯永磁悬浮模块左右两侧各有一个纯电磁悬浮模块。纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块的铁芯分别安装在两侧极板中间，通过极板传导磁场力。
64.本实用新型具有以下优点：
65.1、本实用新型的中低速磁浮列车用自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置，当混合悬浮装置正常工作时，纯永磁悬浮模块产生的磁场极性与纯电磁悬浮模块产生的磁场极性相同，同一块极板上只有一种磁场极性，磁力线通过纯永磁悬浮模块和纯电磁悬浮模块的铁芯、极板、f型轨道形成一个闭合回路，为列车提供一个向上的悬浮力；当混合悬浮装置处于吸死状态时，纯电磁悬浮模块的线圈不加激励电流，纯电磁悬浮模块不工作，磁力线通过纯
永磁悬浮模块的铁芯、极板、纯电磁悬浮模块的铁芯形成一个闭合回路，混合悬浮装置与f型轨道之间只有少量漏磁通过，产生的悬浮力小于磁浮列车车重，磁浮列车自动落车。
66.2、本实用新型的纯永磁悬浮电磁铁，独立安装于极板之间，纯永磁悬浮电磁铁的永磁体尺寸、规格不受吸死悬浮力限制，可为中低速磁浮列车正常悬浮高度提供全部悬浮力，为中低速磁浮列车实现节能、绿化目标。
67.3、本实用新型的纯电磁悬浮电磁铁，工作电流更小，所需纯电磁悬浮电磁铁的铁芯更小、线圈匝数更少，整个纯电磁悬浮电磁铁体积更小、重量更轻，进一步实现中低速磁浮列车减重、节能目标。
68.4、本实用新型的新中低速磁浮列车用自动防吸死永磁电磁混合悬浮装置结构简单紧凑、成本低、可靠性高、易于维护，更有市场竞争力。
69.该专利的主要创造性为自动防吸死，磁浮车辆不再需要机械防吸死模块，在工程设计方面也不需要考虑列车吸死带来的不利影响。常用混合悬浮电磁铁，采用反向激励电流来削弱永磁体磁场力；当悬浮电磁铁吸死时，没有反向力很难使得列车落下来；该专利可确保悬浮控制器功能失效的情况下，没有激励电流时，混合悬浮电磁铁自身处于不产生悬浮力的工作状态；最主要的区别为激励电流的有和无，会触发混合悬浮电磁铁的两种不同工作模式。
70.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
71.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
72.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。