专利名称：高温超导磁悬浮车用永磁导轨的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁悬浮车也即磁悬浮列车用的导轨。
背景技术：
世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车已于2000年在西南交通大学研制成功，实验车的成功运行进一步证实了高温超导体块材应用于磁悬浮车的可行性。实验车的悬浮系统由高温超导体与永磁导轨两部分组成；其永磁导轨相当于普通列车的轨道。其悬浮原理为高温超导体中的感应电流与永磁导轨产生的磁场相互作用，产生排斥力，再加上高温超导体本身的钉扎效应，从而实现无需任何控制系统使车体稳定地悬浮在永磁导轨上。悬浮系统对永磁导轨的要求是希望永磁导轨能提供尽可能强的磁场。现有系统中的永磁导轨由永磁体、铁和不锈钢三种材料构成，永磁体的磁场在铁中得到聚集，在永磁导轨上下两侧产生很强的磁场，导轨中心表面磁感应强度达1.2T。目前，高温超导磁悬浮实验车系统中永磁导轨上下两侧的磁场完全对称，但系统中只利用了导轨上侧的磁场，下侧磁场没有用，这不仅浪费资源，增大成本；而且由于导轨下部的支架为钢结构，支架极易与导轨牢固吸附在一起，给导轨的安装带来极大的不便，需要在导轨与支架间加一层较厚的不导磁材料。
发明内容
为克服现有永磁导轨磁场上下对称分布带来的不足，本实用新型提供一种新型永磁导轨，该导轨仅在导轨上方产生强磁场；使用的永磁体少，节约资源，永磁导轨成本低，同时导轨的安装方便、容易；并且永磁导轨的磁路结构简单，容易实现。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种高温超导磁悬浮车用永磁导轨，由不导磁的导轨槽和导轨槽内紧密排列的永磁体组等构成，其结构特点为永磁体的组数为5组、7组或9组；各组永磁体的磁化方向按照使导轨上方的磁场强度最大，下方的磁场强度最小的方式排列。
上述的永磁体的组数若为5组，各组永磁体磁化方向的排列方式为第1组向下，第2组向右，第3组向上，第4组向左，第5组向下；或者各组永磁体的磁化方向均旋转180度。
上述的永磁体的组数可在5组的基础上增加2组为7组，第6组的磁化方向向右，第7组的磁化方向向上；或者各组永磁体的磁化方向均旋转180度。
上述的永磁体的组数可在7组的基础上再增加两组为9组，第8组的磁化方向为向左，第9组向下，或者各组的磁化方向均旋转180度。
根据磁路相关知识可知由于第1组永磁体磁化方向向下，而第2组向右，故第1组永磁体内顺着磁化方向向下聚集的磁力线，在中下部位极小部份从下部穿出，绝大部份磁力线受第2组永磁体的磁场吸引，将偏向右方在第2组永磁体内部顺着其磁化方向由左至右聚集；而第2组永磁体的磁力线受第3组磁化方向向上的永磁体磁场的吸引，大部份磁力线也将偏向上方，顺着第3组的磁化方向向上，聚集在第3组永磁体内；第3组永磁体内聚集的磁力线又顺着其磁化方向向上穿出永磁体外，一半向左到达第1组永磁体顺着其磁化方向向下聚集在第1组体内(另一半向右到第5组，顺着第5组的磁化方向向下聚集在第5组永磁体内)。从而第1、2、3组永磁体仅在导轨上方形成强磁场的主磁路，相反导轨下方的磁场强度则大大低于导轨上方的磁场强度。类似地第3、4、5组永磁体也仅在导轨上方形成强磁场的主磁路。
若永磁体组数为7组，同样第5、6、7组永磁体也仅在导轨上方形成强磁场的主磁路；若永磁体组数为9组，第7、8、9组永磁体也同样仅在导轨上方形成强磁场的主磁路。
由以上分析可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是仅在永磁导轨上方产生强磁场，而导轨下方磁场强度则低得多，从而能以较少的永磁体在导轨上方产生足够强的磁场，大大节约资源，降低永磁导轨成本，同时由于下方磁场强度大为降低，使得导轨的安装方便、容易，在导轨与其安装支架间可不垫或少垫不导磁材料，减少安装、使用成本。并且本实用新型的永磁导轨磁路结构简单，容易实现。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例一的横截面示意图。
图2是实施例一永磁导轨磁场分布的数值计算结果。
图3是本实用新型实施例二的横截面示意图。
图4是实施例二永磁导轨磁场分布的数值计算结果。
图5是本实用新型实施例三的横截面示意图。
图6是实施例三永磁导轨磁场分布的数值计算结果。
图7是现有永磁导轨的横截面示意图。
图8是现有永磁导轨磁场分布的数值计算结果。
具体实施方式
图7示出，现有永磁导轨的导轨槽内相间排列铁3、永磁体2，铁3为三组，永磁体2为两组，永磁体2的磁化方向一组向右，一组向左，形成图8所示导轨上下完全对称的磁场分布。
实施例一
图1示出，本实用新型实施例一的具体结构为一种高温超导磁悬浮车用永磁导轨，由不导磁的导轨槽1和导轨槽1内紧密排列的永磁体组2等构成，其特征在于所述的永磁体的组数为5组，各组永磁体的磁化方向按照使导轨上方的磁场强度最大，下方的磁场强度最小的方式排列。具体而言，各组永磁体的磁化方向排列方式为第1组21向下，第2组22向右，第3组23向上，第4组24向左，第5组25向下。
本例的5组永磁体仅在导轨上方形成强磁场的主磁路，而在下方的磁场强度则低得多。图2为本例永磁导轨磁场分布的数值计算结果，从图2中可以清楚地看出此永磁导轨的确仅在永磁导轨上方产生强磁场。不同尺寸的永磁体，其磁场分布略有不同，但导轨上方的磁场总是远大于导轨下方磁场。
本例的各组永磁体的磁化方向均旋转180度，也可实现仅在导轨上方形成强磁场的主磁路，只是磁路的方向相反，而强度分布完全相同。
实施例二
图3示出，本实用新型实施例二的结构与实施例一的基本相同，所不同的仅是永磁体2的组数增加2组为7组，第6组26的磁化方向向右，第7组27的磁化方向向上。图4清楚显示出，永磁体2采用本实施例方式排列的永磁导轨，仅在导轨上方产生强磁场。
或者21-27各组永磁体的磁化方向均旋转180度。可同样实现仅在导轨上方形成强磁场的主磁路。
实施例三图5示出，本实用新型实施例三的结构与实施例二的基本相同，所不同的仅是永磁体2的组数再增加2组为9组，第8组28的磁化方向为向左，第9组29向下。图6清楚显示出，永磁体2采用本实施例方式排列的永磁导轨，也仅在导轨上方产生强磁场。或者21-29各组的磁化方向均旋转180度。也可同样实现仅在导轨上方形成强磁场的主磁路。
显然，本实用新型永磁体的分组是针对导轨的横截面而言，而每组永磁体在纵向上是可以无限延伸或接续的。
权利要求1.一种高温超导磁悬浮车用永磁导轨，由不导磁的导轨槽(1)和导轨槽(1)内紧密排列的永磁体组(2)构成，其特征在于所述的永磁体的组数为5组、7组或9组；各组永磁体的磁化方向按照使导轨上方的磁场强度最大，下方的磁场强度最小的方式排列。
2.根据权利要求1所述的一种永磁导轨，其特征是所述的永磁体的组数为5组，各组永磁体(2)的磁化方向的排列方式为第1组(21)向下，第2组(22)向右，第3组(23)向上，第4组(24)向左，第5组(25)向下；或者各组永磁体的磁化方向均旋转180度。
3.根据权利要求2所述的一种永磁导轨，其特征是所述的永磁体(2)的组数增加2组为7组，第6组(26)的磁化方向向右，第7组(27)的磁化方向向上；或者各组永磁体的磁化方向均旋转180度。
4.根据权利要求3所述的一种永磁导轨，其特征是所述的永磁体(2)的组数再增加2组为9组，第8组(28)的磁化方向为向左，第9组(29)向下，或者各组的磁化方向均旋转180度。
专利摘要本实用新型公开了一种高温超导磁悬浮车用永磁导轨，永磁体的组数为5组、7组或9组；各组永磁体的磁化方向按照使导轨上方的磁场强度最大，下方的磁场强度最小的方式排列。本实用新型能以较少的永磁体仅在导轨上方产生足够强的磁场，大大节约资源，降低永磁导轨成本，同时由于导轨下方磁场很弱，使得导轨的安装方便、容易，在导轨与其安装支架间可不垫或少垫不导磁材料，减少安装使用成本。并且本实用新型的永磁导轨磁路结构简单，容易实现。
文档编号E01B25/00GK2652980SQ0323486
公开日2004年11月3日 申请日期2003年6月11日 优先权日2003年6月11日
发明者任仲友, 王家素, 王素玉 申请人:西南交通大学