一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，特别涉及一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统。

背景技术

随着超导材料的发现和运用，高温超导磁悬浮列车便孕育而生。高温超导磁悬浮列车利用了高温超导材料在永磁轨道外磁场中的抗磁性与钉扎特性，使得磁悬浮列车在静态与动态下实现自稳定的悬浮与导向。但现有的高温超导磁悬浮列车转向基本依靠于超导材料的钉扎特性，在列车高速过弯时，超导材料的钉扎特性不足以提供列车转向所需的导向力。虽然现有的技术中，有一些方案解决这个问题，但他们都存在着结构复杂或成本高等问题。

对于这个问题，我们结合了高温超导磁悬浮列车的永磁轨道，利用通电导线在磁场中受安培力的原理，我们提出了一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统，该系统结构简单、运行可靠，并且可以产生较大的导向力，为未来高温超导磁浮列车的导向提供新方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的高温超导磁悬浮列车过弯时，导向力不足等问题，提供一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统。

为实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统，包括：线圈，用承载电流，并与Halbach永磁体轨道磁场相作用产生安培力以作为导向力；控制模块，与电源和所述线圈相连接，根据列车实际运行所需的过弯导向力，将所述电源产生的电流通过内部的控制电路，向所述线圈输出所需要的电流，使得所述线圈产生所需安培力以作为导向力；线圈骨架，用于固定所述线圈，并且所述线圈骨架也将安装在高温超导磁悬浮列车上，从而将产生的导向力传递到高温超导磁浮列车上，牵引列车实现安全、稳定过弯。

采用本发明所述的一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统，由于Halbach阵列永磁体轨道能够产生较大的磁场，再将特定绕制的通电线圈放置在Halbach阵列永磁体轨道上方，从而得到较大的安培力以作为高温超导磁悬浮列车的导向力。由于Halbach阵列永磁体轨道两侧峰值磁场极性相反，因此在这两侧的通电线圈电流方向也将相反，从而得到方向一致的安培力。整个系统巧妙地利用了高温超导磁悬浮列车的Halbach阵列永磁体轨道，使得整个系统结构简单、可靠。并且该系统利用Halbach阵列永磁体轨道峰值处具有强磁场的优点，配合电源、控制等相关模块，使得整个导向系统可以提供满足需求的导向力。

优选地，所述线圈为多匝线圈，以增大所产生的导向力。

优选地，所述线圈由电阻率较低的材料构成，如银、铜、或超导材料等，从而减少热量产生，避免过多的能量损失。

优选地，所述线圈应放置在所述Halbach阵列永磁体轨道垂直方向磁场最强的两端，以保证系统能够提供较大的导向力，从而满足列车对导向力的需求。

优选地，由于所述Halbach阵列永磁体轨道峰值磁场极性相反，所述线圈在不同磁场极性下的电流方向也将相反，以实现方向一致的导向力。

优选地，所述控制模块能够根据高温超导磁悬浮列车实际所需的导向力，控制输出电流的大小，从而使得高温超导磁悬浮列车安全、稳定过弯。

优选地，所述控制模块能够承受较大的输入输出负载，从而向所述线圈提供较大的直流电流，在为高温超导磁悬浮列车提供较大导向力的同时，也能保证整个系统安全，稳定、可靠的运行。

优选地，所述控制模块内部设有保护系统，从而防止所述线圈中较大的电流对系统造成损害。

优选地，所述电源能够提供较大功率的电源输出，以保证整个系统能够为高温超导磁悬浮列车提供较大的导向力。

优选地，所述线圈骨架能够固定所述线圈，并且所述线圈骨架与高温超导磁悬浮列车相固定，从而将所述线圈产生的导向力传递给高温超导磁悬浮列车，使得高温超导磁悬浮列车安全、稳定过弯。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

采用本发明所述的一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统，由于Halbach阵列永磁体轨道能够产生较大的磁场，再将特定绕制的通电线圈放置在Halbach阵列永磁体轨道上方，从而得到较大的安培力以作为高温超导磁悬浮列车的导向力。由于Halbach阵列永磁体轨道两侧峰值磁场极性相反，因此在这两侧的通电线圈电流方向也将相反，从而得到方向一致的安培力。整个系统巧妙地利用了高温超导磁悬浮列车的Halbach阵列永磁体轨道，使得整个系统结构简单、可靠。并且该系统利用Halbach阵列永磁体轨道峰值处具有强磁场的优点，配合电源、控制等相关模块，使得整个导向系统可以提供满足需求的导向力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明所述的一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统的结构示意图；

图2为本发明所述的Halbach阵列的示意图；

图3位本发明所述的一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统的俯视图及受力分析。

图中：1.线圈，2.控制模块，3.电源，4.Halbach永磁体轨道，5.线圈骨架。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

如图1-2所示，本发明所述的一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统，包括：

线圈，用于承载电流，线圈由电阻率较低的铜线多匝绕制而成，在线圈中通入直流电，并且将线圈放置在Halbach永磁体轨道磁场上，与Halbach永磁体轨道磁场相作用产生安培力以作为导向力；

控制模块，与电源和所述线圈相连接，该所述控制模块能够承受较大的输入输出功率负载，所述控制模块根据列车实际运行所需的过弯导向力，将所述电源产生的电流通过内部的控制电路调节为所述线圈输出所需要的电流，使得所述线圈产生所需的导向力；

线圈骨架，用于固定所述线圈，并且所述线圈骨架也将安装在高温超导磁悬浮列车上，从而将产生的导向力传递到高温超导磁浮列车上，牵引列车实现安全、稳定过弯。

采用本发明所述的一种用于高温超导磁悬浮列车的过弯导向系统，由于Halbach阵列永磁体轨道能够产生较大的磁场，再将特定绕制的通电线圈放置在Halbach阵列永磁体轨道上方，从而得到较大的安培力以作为高温超导磁悬浮列车的导向力。由于Halbach阵列永磁体轨道两侧峰值磁场极性相反，因此在这两侧的通电线圈电流方向也将相反，从而得到方向一致的安培力。整个系统巧妙地利用了高温超导磁悬浮列车的Halbach阵列永磁体轨道，使得整个系统结构简单、可靠。并且该系统利用Halbach阵列永磁体轨道峰值处具有强磁场的优点，配合电源、控制等相关模块，使得整个导向系统可以提供满足需求的导向力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。