一种悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车的制作方法

本发明涉及磁浮列车领域，尤其涉及一种悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车。

背景技术：

现有的磁浮列车牵引系统采用直线感应电机，以提供磁浮列车前进的动能。直线感应电机包括设在轨道上的反应板和设在悬浮架上的直线电机线圈，反应板和直线电机线圈之间存在气隙，气隙值与磁浮列车的推进力成反比。当反应板和直线电机线圈之间的气隙越大，则磁浮列车推进力减小，其在一定程度上影响了磁浮列车的提速；但若减小气隙，则容易发生列车与轨道碰撞的事故，导致列车稳定性低、安全性差。

日本发明专利昭55-144380公开了一种普通钢轨列车的气隙调节装置，气隙调节装置包括与轨道配合的导轮、以及控制导轮贴紧轨排的液压件，电机线圈设于导轮上，使得列车运行时电机线圈与反应板保持小气隙。但普通钢轨列车的气隙调节装置无法有效应用于磁浮列车中，因为磁浮列车的原理是通过磁悬浮力悬浮在空中，悬浮间隙在磁浮列车运行时为动态变量，而磁浮列车的直线电机线圈设于悬浮架上随悬浮架升降，因此，直线电机气隙在磁浮列车运行时也为动态变量。若在磁浮列车中采用液压件，则液压件的伸缩量需根据悬浮间隙的变化进行实时调节，此时液压件需经反馈、控制才能提供导轮压紧力，其存在一定的延时滞后性，使得无法提供导轮持续的压紧力，无法保证直线电机气隙在列车运行时(尤其在颠簸状态)的精准性及稳定性低，无法满足磁浮列车运行的安全性。且液压件在长时间运行时内部液压系统容易损坏，其不仅无法保证直线电机气隙的精度，且更换成本高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种保持直线电机气隙稳定，且安全性高、满足提速要求的悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置及磁浮列车。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置，所述直线电机线圈的下方安装有用于保证直线电机气隙恒定的支撑件，所述悬浮架与直线电机线圈之间安装有用于提供支撑件抵靠作用力的弹性元件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述弹性元件包括压缩弹簧及安装杆，所述安装杆连接于直线电机线圈与悬浮架之间，所述压缩弹簧套设于所述安装杆上。

所述弹性元件为空气弹簧或碟簧。

所述弹性元件至少为两个，当所述弹性元件为偶数时，所述弹性元件对称或对角布置于直线电机线圈中心的两端，当所述弹性元件为奇数时，其中一所述弹性元件设于所述直线电机线圈的中心，其余所述弹性元件对称或对角布置于直线电机线圈中心的两端。

所述支撑件为沿轨排长度方向布置的导向轮或滑块。

所述直线电机气隙为6～10mm。

一种磁浮列车，包括轨排、设于轨排上方的牵引组件、设于轨排下方的悬浮组件，以及上述所述的悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置，所述牵引组件包括直线电机线圈和反应板，所述悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置与直线电机线圈驱动连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述悬浮组件包括悬浮电磁铁，所述悬浮电磁铁与悬浮架固定连接，且与所述轨排磁性相吸。

所述悬浮组件还包括悬浮控制器、悬浮间隙传感器及放大器，所述悬浮控制器根据悬浮传感器的检测信号控制悬浮电磁铁的电流量，以调节悬浮电磁铁的高度；所述放大器设于悬浮控制器与悬浮电磁铁之间。

所述悬浮架为l形悬浮架，所述l形悬浮架的一端内侧与悬浮组件固定连接，所述l形悬浮架的另一端内侧通过弹性元件与直线电机线圈连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在直线电机线圈的下方安装有支撑件，在悬浮架与直线电机线圈之间安装有弹性元件，弹性元件提供支撑件抵靠的作用力，使得在悬浮间隙变化时支撑件始终抵靠于轨排上，避免了采用液压件需不断调节伸缩量无法保证伸缩精准性的问题，其保证了直线电机气隙在列车运行时始终为固定值，其实现了小气隙控制，在保证列车安全距离的同时，有效提高了磁浮列车的运行速度，列车稳定性及安全性高。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明的结构示意图。

图中各标号表示：

1、轨排；2、悬浮架；3、牵引组件；31、直线电机线圈；32、反应板；33、支撑件；34、弹性元件；35、直线电机气隙；4、悬浮组件；41、悬浮电磁铁；42、悬浮控制器；43、悬浮传感器；44、放大器；45、悬浮间隙；5、车体；6、空气弹簧。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置，直线电机线圈31的下方安装有支撑件33，悬浮架2与直线电机线圈31之间安装有弹性元件34。弹性元件34提供支撑件33抵靠的作用力，使得在悬浮间隙45变化时支撑件33始终抵靠于轨排1上，避免了采用液压件需不断调节伸缩量无法保证伸缩精准性的问题，其保证了直线电机气隙35在列车运行时始终为固定值，其实现了小气隙控制，在保证列车安全距离的同时，有效提高了磁浮列车的运行速度，列车稳定性及安全性高。本实施例中，直线电机气隙35为满足磁浮列车安全性及速度要求的直线电机气隙35，一般为6～10mm。

进一步的，本实施例的弹性元件34包括压缩弹簧及安装杆。其中，安装杆连接于直线电机线圈31与悬浮架2之间；压缩弹簧套设于安装杆上，以提供直线电机线圈31压紧力，保证支撑件33抵靠于直线电机线圈31与轨排1之间。在其他实施例中，支撑件33只要能够保证支撑件33抵靠于直线电机线圈31与轨排1之间的结构均应在本发明的保护范围内，如弹性元件34设置为第一空气弹簧或碟簧。

本实施例中，弹性元件34为两个。两弹性元件34对角布置设于直线电机线圈31中心的两端，以保证直线电机线圈31的均衡受力。在其他实施例中，弹性元件34的数量可根据要求进行调整，如设置为三个、四个、五个等。当弹性元件34为三个或五个时，其中一弹性元件34设于直线电机线圈31的中心，其余弹性元件34对称或对角布置于直线电机线圈31中心的两端；当弹性元件34为四个时，弹性元件34对称或对角布置于直线电机线圈31中心的两端。

进一步的，本实施例的支撑件33为导向轮，导向轮沿轨排1的长度方向布置，起到限位及导向的作用。在其他实施例中，支撑件33也可为滑块。

本实施例的磁浮列车，包括轨排1、牵引组件3、悬浮组件4及如上述实施例所述的悬浮架上磁浮直线电机线圈调节装置。其中，轨排1为f型轨排。牵引组件3设于轨排1的上方，牵引组件3包括直线电机线圈31及反应板32，直线电机线圈31与反应板32相对设置，直线电机线圈31设于悬浮架2上，反应板32设于轨排1上，直线电机线圈31与反应板32之间为直线电机气隙35。悬浮组件4设于轨排1的下方，并与轨排1磁力相吸，悬浮组件4与悬浮架2固定连接，在悬浮起伏时悬浮架2随悬浮组件4一起运动，以实现磁力列车的悬浮。磁浮直线电机线圈调节装置与直线电机线圈31驱动连接，以实现直线电机线圈31纵向位置的调节，最终达到调节直线电机气隙35的作用。

进一步的，本实施例的悬浮组件4包括悬浮电磁铁41。悬浮电磁铁41设于轨排1的下方，并与轨排1磁性相吸；悬浮架2与悬浮电磁铁41固定连接，当悬浮电磁铁41磁性相吸上升时，悬浮架2同步上升，以达到列车悬浮的目的。

进一步的，本实施例的悬浮组件4还包括悬浮控制器42及悬浮传感器43。其中，悬浮传感器43设于悬浮电磁铁41与轨排1之间，用于实时检测悬浮间隙45；悬浮控制器42根据悬浮传感器43的检测值控制悬浮电磁铁41的电流量，以调节悬浮电磁铁41的高度，使悬浮间隙45在列车运行时保持稳定，悬浮间隙45一般设置在8mm-12mm。进一步的，悬浮控制器42与悬浮电磁铁41之间设有放大器44，以起到功率放大的作用。

本实施例中，悬浮架2为l形悬浮架。l形悬浮架的一端内侧与悬浮组件4的悬浮电磁铁41固定连接，l形悬浮架的另一端内侧通过弹性元件34与直线电机线圈31连接。其布局结构简单紧凑，保证了悬浮架2与牵引组件3及悬浮组件4的有效连接。进一步的，本实施例的磁浮列车还包括车体5。车体5与悬浮架2之间设有空气弹簧6，以起到缓冲减震的作用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。