一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统，电机次级点阵包括对应钢箱梁横截面的横向齿槽阵列和对应列车走行方向的纵向齿槽阵列；电机初级单元的第一和第二电磁铁组，均由四个齿槽型极板结构的电磁铁编组构成；电磁铁纵向设置两个极板和一个绕线槽，极板的宽度与绕线槽的宽度相等，且极板的宽度与次级点阵的纵向齿槽阵列的齿、槽宽度相等；线包绕制在绕线槽；两个极板的横向，设置与次级点阵的横向齿槽阵列相对应的横向齿、槽；第一和第二电磁铁组的四个电磁铁编组后，依次纵向固定在车架的纵向前、后半部。本发明专利技术的有益效果在于，非接触式传动，结构简单，电机绕制方便，一个电机就能实现驱动、减重和导向三个力。减重和导向三个力。减重和导向三个力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通悬挂式列车
，特别是一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统。

技术介绍

[0002]悬挂式列车的优势在于其运行于空中，占用极少的地面空间资源。主要用于短途城市轨道交通，旅游区、特色小镇、大型场企等处的交通，是一种新型轨道交通制式。
[0003]现有的悬挂式列车仍存在一些不足，主要体现在：胶轮轮胎磨耗严重，缺乏自导向功能，运行平稳性较差。传统的悬挂式列车系统采用以旋转电机加传动装置的机械驱动模式，为降低运行噪声采用了实心胶轮作为驱动轮和导向轮。在列车运行时，胶轮承受整车重量并且通过摩擦提供驱动力，长期以往磨损严重，由此带来的运营维护成本高。另外，实心轮胎承受整车重量，因受力会发生形变，导致列车在较高速度下平稳性较差。目前，解决这一问题的方式主要有以下几种：1、利用悬浮的方式取代传统的胶轮驱动，这种方式技术难度大，结构复杂，造价高，悬浮可靠性较低。2、利用钢轮取代胶轮，这种方式会带来噪声大的问题。3、利用空心轮胎取代实心轮胎，这种方式安全性差，有爆胎隐患。4、利用异步直线电机、同步直线电机、直线磁阻电机等非接触驱动的方式取代传统胶轮，目前已经有直线电机初级加铝次级、直线横向磁通磁阻电机等方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统，是非接触式的驱动方式。利用开关直线磁阻电机的原理，给出齿槽型极板结构的电磁铁，并将电磁铁按规律编组并沿线路纵向布置形成电机的初级，跟点阵型的电机次级作用，产生非接触式的驱动、减重和导向力，从而驱动悬挂式列车运行。相较于传统的磁阻电机，这种结构实现的系统，电磁铁绕制工艺简单，利于铜线集中排布，更容易实现较大的导向力。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案为：
[0006]一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统，包括电机次级点阵和电机初级单元；电机次级点阵安装在钢箱梁顶板下方，包括对应钢箱梁横截面的横向齿槽阵列和对应列车走行方向的纵向齿槽阵列；纵向齿槽阵列的齿、槽宽度相等；电机初级单元包括第一电磁铁组和第二电磁铁组；第一电磁铁组和第二电磁铁组，均由四个齿槽型极板结构的电磁铁编组构成；所述电磁铁，纵向设置两个极板和一个绕线槽，极板的宽度与绕线槽的宽度相等，且极板的宽度与次级点阵的纵向齿槽阵列的齿、槽宽度相等；线包绕制在绕线槽；两个极板的横向，设置与次级点阵的横向齿槽阵列相对应的横向齿、槽；第一电磁铁组的四个电磁铁编组后，依次纵向固定在车架的纵向前半部；当列车处于初始位置时：一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的齿，一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的槽，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的齿、槽分割线，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的槽、齿分割线；第二电磁铁组的四个电磁铁编组后，依次纵向固定在车架的纵向后半部；当列车处于初
始位置时：一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的齿，一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的槽，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的齿、槽分割线，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的槽、齿分割线。
[0007]进一步的技术方案，所述第一电磁铁组的四个电磁铁编组后，通过第一安装基板依次纵向固定在车架的纵向前半部；所述第二电磁铁组的四个电磁铁编组后，通过第二安装基板依次纵向固定在车架的纵向后半部。
[0008]进一步的技术方案，当列车处于初始位置时：第一电磁铁组的四个电磁铁，从前向后第一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的齿，第二个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的槽，第三个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的齿、槽分割线，第四个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的槽、齿分割线，第一个电磁铁紧挨第二个电磁铁，第三个电磁铁紧挨第四个电磁铁，第二个电磁铁与第三个电磁铁相距0.5齿宽；第二电磁铁组的四个电磁铁，从后向前第一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的齿，第二个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的槽，第三个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的槽、齿分割线，第四个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的齿、槽分割线，第一个电磁铁紧挨第二个电磁铁，第三个电磁铁紧挨第四个电磁铁，第二个电磁铁与第三个电磁铁相距1.5齿宽；两个电磁铁组的第一个电磁铁，还以车架纵向中线对称。
[0009]本专利技术的有益效果在于，非接触式传动，结构简单，电机绕制方便，一个电机就能实现驱动、减重和导向三个力。
附图说明
[0010]图1是电磁铁产生磁阻力的原理示意图。
[0011]图2是系统横向结构示意图。
[0012]图3是系统纵向结构示意图。
[0013]图4是电磁铁组定义示意图。
[0014]图5系统纵向布置示意图。
[0015]图6齿槽型电磁铁示意图。
具体实施方式
[0016]一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统，利用了开关直线磁阻的原理，提出了一种具有齿槽型极板结构的电磁铁，并以这种电磁铁编组，通过按规律排布构成电机初级单元。
[0017]系统包括电机次级点阵和电机初级单元。次级点阵为安装在钢箱梁顶板下方的块状点阵，安装基板安装在车架上并承载电机初级单元。电机初级单元包括两个1号电磁铁，两个2号电磁铁，两个3号电磁铁，两个4号电磁铁，共8个电磁铁，均安装在安装基板上。
[0018]在电机初级单元中，8个电磁铁在尺寸、参数、材料方面均相同，唯一不同的是布置位置，其极板均为齿槽型结构，且极板的宽度等于绕线槽的宽度，8个不同编号的电磁铁分成两组，按照一组1、3、2、4，另二组4、2、3、1的方式沿列车运行方向布置在车架上。其中，两组的1号电磁铁和3号电磁铁，分别以车架纵向中线为对称线布置。纵向对称布置的目的是为了车架受到的减重力分布对称，不产生额外的纵向扭矩。一组电磁铁的编号是按照以下
原则定义的：1、任意选取一段能覆盖4个电磁铁总宽度的次级点阵，列车处于该段的初始位置时，让第一个电磁铁的极板和绕线槽分别与次级点阵在纵向上的齿和槽正对，将该电磁铁定义为1号电磁铁；2号电磁铁相对1号电磁铁右向错位二分之一极板宽度，3号电磁铁相对1号电磁铁右向错位一个极板宽度，4号电磁铁相对1号电磁铁右向错位一个半极板宽度。根据磁阻电机的原理，只要编组的4个电磁铁能满足上述错位关系即可。电磁铁一组按照1、3、2、4布置，另一组按照4、2、3、1的方式布置，能使结构紧凑，整体长度小。
[0019]电机次级及辅助单元中，次级点阵是以导磁材料块为单元形成横向和纵向阵列，横向对应箱梁的横截面，纵向对应列车的走行方向，次级点阵在横向形成的齿槽形状中，齿和槽在尺寸和数量上可以不相等，只需跟电机初级单元中单个电磁铁极板的齿和槽对应相等。次级点阵在纵向形成的沿线路连续的齿槽形状中，齿和槽的尺寸相等，并且等于电机初级单元中电磁铁极板宽度和绕线槽的宽度。安装基板为非导磁材料，用于将电机初级单元固定在车架上，以避免电磁铁形成的磁路被车架中的铁磁物质短路。当然，也可以不用安装基板，而采用其它的固定方式。
[0020]由于电磁铁极板的齿和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于悬挂式列车的驱动与导向系统，其特征在于，包括电机次级点阵和电机初级单元；电机次级点阵安装在钢箱梁顶板下方，包括对应钢箱梁横截面的横向齿槽阵列和对应列车走行方向的纵向齿槽阵列；纵向齿槽阵列的齿、槽宽度相等；电机初级单元包括第一电磁铁组和第二电磁铁组；第一电磁铁组和第二电磁铁组，均由四个齿槽型极板结构的电磁铁编组构成；所述电磁铁，纵向设置两个极板和一个绕线槽，极板的宽度与绕线槽的宽度相等，且极板的宽度与次级点阵的纵向齿槽阵列的齿、槽宽度相等；线包绕制在绕线槽；两个极板的横向，设置与次级点阵的横向齿槽阵列相对应的横向齿、槽；第一电磁铁组的四个电磁铁编组后，依次纵向固定在车架的纵向前半部；当列车处于初始位置时：一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的齿，一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的槽，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的齿、槽分割线，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的槽、齿分割线；第二电磁铁组的四个电磁铁编组后，依次纵向固定在车架的纵向后半部；当列车处于初始位置时：一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的齿，一个电磁铁的极板对准纵向齿槽阵列的槽，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列的齿、槽分割线，一个电磁铁的极板中线对准纵向齿槽阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：皇甫贵田，李俊叶，皇甫晓雪，
申请(专利权)人：山西中海威轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：