铁芯、6磁轭。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0026]如图1所示，本发明主要是将多个由电磁体和永磁体组成的磁极在铁轨方向前后排列，并安装在位于铁轨正上方的列车车底:磁极包括铁芯5、电枢线圈3和永磁体2，永磁体2磁场方向垂直于水平面，铁芯5在铁轨方向间隔排列布置，每个铁芯5水平外周围缠绕通有励磁电流的电枢线圈3，铁芯5顶端安装有永磁体2，从而形成磁极；各个永磁铁2上端安装有在铁轨方向的磁轭6，各个铁芯5下端安装有磨耗板4。
[0027]如图2和图3所示，任意相邻两个所述磁极中的两个永磁体2磁场方向相反，且两个电枢线圈3的励磁电流方向相反，但两侧导轨上的磁极结构对称相同。
[0028]电枢线圈3中可通入正向或反向的励磁电流，励磁电流的大小可调，实现磁悬浮列车制动和启动过程的动态调节。当列车制动时，每个电枢线圈3通入励磁电流激励后产生的磁场与其所在永磁体2的磁场方向相同。当列车开动时，每个电枢线圈3通入励磁电流激励后产生的磁场与其所在永磁体2的磁场方向相反。
[0029]本发明能在励磁结构底端安装磨耗板4，能够进行涡流和摩擦并存的混合制动，具体实施中磨耗板4材料采用铜等软金属。在制动过程中涡流制动使列车速度降低，当列车速度到达临界值满足摩擦制动的要求时，制动器在磁力的作用下与轨道1接触，转为依靠磨耗板4与轨道1之间摩擦制动方式。此时采用软金属材料的磨耗板与列车轨道摩擦，能够保护列车轨道避免过大的摩擦损坏。考虑制动系统磨耗板和列车轨道的置换成本，显然磨耗板置换更具有经济优势，因此该设计能够最大程度的降低系统的工作和维修成本。
[0030]本发明主要利用在铁芯上缠绕电枢线圈产生电磁场，在铁芯的上端位置并置永磁体，形成混合激励结构，在永磁体上侧设置磁轭调节磁场分布，在励磁结构的底端安装磨耗板，用于列车在低速运行时的摩擦制动，多个混合励磁磁极结构并列排置，构成整个制动装置的励磁系统。
[0031]如图1所示，本发明混合励磁的制动原理和过程如下:
当磁悬浮列车处于制动状态时，该混合励磁系统与列车的轨道1位置接近，并保持6-7mm空气气隙，在列车高速运行状态下，该系统中的电枢线圈3和永磁体2产生的磁场与列车的轨道1相对运动，在轨道1上形成涡流，该涡流在列车运行方向的反方向形成制动力，阻止列车运行，产生制动。随着制动过程进行，列车速度的逐渐下降，涡流制动力逐渐减小，为了保证列车的制动效果，该混合型励磁系统在电枢线圈3通入正向励磁电流，并增大励磁电流，对制动力进行调节，实现磁悬浮列车制动过程的动态调节。
[0032]随着磁悬浮列车在高速运行过程中的涡流制动过程，列车速度的逐渐下降，当列车速度到达临界值满足摩擦制动的要求时，在永磁体2磁力作用下，该混合励磁系统与列车的轨道1接触，转为依靠磨耗板4与轨道1之间的摩擦制动方式，此时依靠永磁体2磁力即可满足磨耗板4与轨道1之间摩擦制动力要求，可以将电枢线圈3的辅助励磁电流调节到很小甚至关闭，实现制动过程的节能效果，并控制制动过程励磁电流引起的发热问题。
[0033]当磁悬浮列车制动完成，处于停放制动状态时，可以关闭电枢线圈3的励磁电流，利用永磁体2磁力实现磨耗板4与轨道1之间的挤压摩擦，从而实现列车的停靠制动，这样列车在停靠时间内避免了电流损耗，实现了节能和有效控制发热的效果。
[0034]当磁悬浮列车制动完成，进行制动缓解和位置恢复时，在该混合励磁系统中的电枢线圈3中通入反向励磁电流，形成与永磁体2磁场方向相反的磁场，使制动系统与列车的轨道1之间的磁引力大大减小，从而是整个制动系统能够在较小的恢复力下进行复位。
[0035]当磁悬浮列车发生极其恶劣的工况，电枢线圈3出现故障断电的情况时，电枢线圈3的励磁效果失效，可以通过永磁体2的励磁效果继续进行制动，确保在恶劣工况下也能进行列车的制动，制动过程具有安全导向，提高了制动系统的可靠性和安全性。
[0036]因此，该混合式励磁系统设计可以实现故障导向安全的工作模式，并可以用于停放制动。同时，由于制动过程中多处节能设计，使该系统的励磁电流仅为原系统的30%左右，大大降低了励磁损耗和发热，可见本发明的技术效果显著突出。
【主权项】
1.一种磁悬浮列车用混合型制动励磁结构，其特征在于:主要将多个由电磁体和永磁体组成的磁极在铁轨方向前后排列，并安装在位于铁轨正上方的列车车底:磁极包括铁芯(5 )、电枢线圈(3 )和永磁体(2 )，永磁体(2 )磁场方向垂直于水平面，铁芯(5 )在铁轨方向间隔排列布置，每个铁芯(5)水平外周围缠绕通有励磁电流的电枢线圈(3)，铁芯(5)顶端安装有永磁体(2)，从而形成磁极；各个永磁铁(2)上端安装有沿铁轨方向的磁轭(6)，各个铁芯(5)下端安装有磨耗板(4)。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮列车用混合型制动励磁结构，其特征在于:任意相邻两个所述磁极中的两个永磁体(2)磁场方向相反，且两个电枢线圈(3)的励磁电流方向相反。3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮列车用混合型制动励磁结构，其特征在于:当列车制动时，每个电枢线圈(4)通入励磁电流激励后产生的磁场与其所在永磁体(2)的磁场方向相同。4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮列车用混合型制动励磁结构，其特征在于:当列车开动时，每个电枢线圈(4)通入励磁电流激励后产生的磁场与其所在永磁体(2)的磁场方向相反。5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮列车用混合型制动励磁结构，其特征在于:所述的磨耗板(4)材料采用铜等软金属。
【专利摘要】本发明公开了一种磁悬浮列车用混合型制动励磁结构。将由电磁体和永磁体组成的磁极在铁轨方向前后排列并安装在位于铁轨正上方的列车车底：磁极包括铁芯、电枢线圈和永磁体，铁芯在铁轨方向间隔排列布置，每个铁芯水平外周围缠绕通有励磁电流的电枢线圈，铁芯顶端安装有永磁体，从而形成磁极；各个永磁铁上端安装有沿铁轨方向的磁轭，各个铁芯下端安装有磨耗板。本发明能够通过励磁线圈励磁电流大小的调节，实现磁悬浮列车动态制动过程，通过反向励磁，实现制动系统的简易复位；利用永磁体的磁力来增强涡流制动控制和摩擦制动效果，减小系统的发热，实现系统的节能效果和热管理，并具有故障导向安全的制动工作模式。
【IPC分类】B60L7/26, H02K49/10, H02K49/04
【公开号】CN105305776
【申请号】CN201510832554
【发明人】马吉恩, 钟云龙, 方攸同, 黄晓艳, 卢琴芬, 张健, 周晶
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月26日