一种磁轮驱动装置及驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种磁轮驱动装置及驱动方法，涉及磁浮列车技术领域，包括车体、导轨系统、磁轮系统和动力系统，所述导轨系统包括两个导体板，两个所述导体板分别设置在所述车体两侧，所述磁轮系统设置有至少两个，其中两个所述磁轮系统对称设置在所述车体两侧壁上，所有所述磁轮系统与所述导体板之间设置有空隙，所述动力系统驱动每个所述磁轮系统旋转。本发明专利技术的优点为：通过控制电动机带动磁轮系统旋转进行驱动，电动机控制策略简单，建设成本低；通过将磁轮的制动力转换为驱动力带动磁悬浮车体运动，工作效率高且驱动力大。工作效率高且驱动力大。工作效率高且驱动力大。

A magnetic wheel driving device and driving method

【技术实现步骤摘要】
一种磁轮驱动装置及驱动方法


[0001]本专利技术涉及磁浮列车
，具体而言，涉及一种磁轮驱动装置及驱动方法。

技术介绍

[0002]现有的磁悬浮交通工具通常采用的是各个类型的直线电机进行驱动，主要有长定子直线同步电机和短定子直线感应电机，其中长定子直线同步电机励磁控制系统需要考虑因素较多，控制策略复杂，并且长定子直线同步电机需搭建的初级绕组距离长，建设成本高；而短定子直线感应电机效率低、推力小。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种磁轮驱动装置及驱动方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本申请提供了一种磁轮驱动装置，它包括：车体、导轨系统、磁轮系统和动力系统，所述导轨系统包括两个导体板，两个所述导体板分别设置在所述车体两侧，所述磁轮系统设置有至少两个，其中两个所述磁轮系统对称设置在所述车体两侧壁上，所有所述磁轮系统与所述导体板之间设置有空隙，所述动力系统驱动每个所述磁轮系统旋转。
[0004]进一步地，所述磁轮系统包括轮毂和永磁轮，所述轮毂平行地面设置，所述轮毂的内圈与所述车体转动连接，所述永磁轮设置在所述轮毂外圈上。
[0005]进一步地，所述永磁轮包括若干个永磁单体，若干个所述永磁单体根据磁化方向按Halbach周期阵列设置为环形结构。
[0006]进一步地，所述永磁轮包括16个所述永磁单体，每两个相邻所述永磁单体按照磁化方向顺时针旋转90
°
排列。
[0007]进一步地，所述动力系统包括电动机和传动组件，所述电动机设置在所述车体内，所述电动机通过所述传动组件与所有所述磁轮系统转动连接，两侧的所述磁轮系统旋转方向相反。
[0008]进一步地，所述电动机设置有两个，两个所述电动机旋转方向相反，所述传动组件为传动轴，所述传动轴一端部与所述电动机的输出轴固定连接，另一端部与所述磁轮系统固定连接。
[0009]本申请还提供了一种磁轮驱动方法，使用所述的磁轮驱动装置，包括了：接收第一控制命令，所述第一控制命令包括控制动力系统启动的命令；响应于所述第一控制命令，发送第二控制命令，所述第二控制命令包括给所述动力系统通电的命令，所述动力系统通电后，驱动磁轮系统旋转，所述磁轮系统在旋转过程中与导体板共同作用产生驱动车体运动的驱动力；检测所述车体的运动速度值，当运动速度值达到预设速度值后，发送第三控制命令，所述第三控制命令包括调整所述磁轮系统旋转的转速，使所述车体按预设的速度匀速运动；检测所述车体的位置与预设减速点的距离，当所述车体的位置到达所述预设减速点时，发送第四控制命令，所述第四控制命令包括将所述磁轮系统的转速降至预设转速，使所
述车体在预设停车点停车的命令。
[0010]进一步地，所述磁轮系统在旋转过程中与导体板共同作用下产生驱动车体运动的驱动力，包括了：所述磁轮系统上的永磁轮旋转使得导体板产生感应涡流，所述感应涡流形成一个与永磁轮旋转磁场方向相反的镜像磁场，所述镜像磁场与所述永磁轮旋转磁场相互作用产生驱动车体运动的驱动力。
[0011]进一步地，所述调整所述磁轮系统旋转的转速，使所述车体先增加到预设速度，包括了：调整所述磁轮系统旋转的转速，使得所述磁轮系统等效线速度大于所述车体的水平运动速度，所述磁轮系统上的永磁轮旋转使得导体板产生感应涡流，所述感应涡流形成一个与永磁轮旋转磁场方向相反的镜像磁场，所述镜像磁场与所述永磁轮旋转磁场产生的驱动力大于零，实现所述车体的加速运行状态。
[0012]进一步地，所述调整所述磁轮系统旋转的转速，使所述车体按预设的速度匀速运动，包括了：调整所述磁轮系统旋转的转速，使得所述磁轮系统的等效线速度与所述车体的水平运动速度相等，所述磁轮系统上的永磁轮旋转使得导体板产生感应涡流，所述感应涡流形成一个与永磁轮旋转磁场方向相反的镜像磁场，所述镜像磁场与所述永磁轮旋转磁场产生的驱动力为零，实现所述车体的匀速运行状态。
[0013]进一步地，所述磁轮系统的转速降至预设转速，使所述车体在预设停车点停车的命令，包括了：调整所述动力系统的输出转速减小，使得所述磁轮系统的等效线速度小于所述车体的水平运动速度，所述磁轮系统上的永磁轮旋转使得导体板产生感应涡流，所述感应涡流形成一个与永磁轮旋转磁场方向相反的镜像磁场，此时所述镜像磁场与所述永磁轮旋转磁场产生的驱动力变为制动力，所述制动力阻碍所述车体的运动，使得所述车体减速运行直到停止在预设停车点。
[0014]本专利技术的有益效果为：一、本专利技术通过控制电动机带动磁轮系统旋转达到一定的工作速度，电动机控制简单，而且磁轮系统安装在车体上，导体板安装在车体两侧，相对于长距离导轨的初级绕组，其建设成本大大降低。
[0015]二、本专利技术通过将磁轮的制动力转换为驱动力带动磁悬浮车体运动，并且工作转速低，所需电动机功率较低，所提供的驱动力较大，能量损耗相对于普通的异步电机来说仅增加了导体板中的涡流损耗，工作效率可达90%以上，具有驱动力大，效率高的优点。
[0016]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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。
[0018]图1为磁轮驱动装置的结构图；图2为磁轮驱动装置的顶视图；
图3为图2中的A
‑
A剖视图；图4为图3中I处的放大视图；图5为所述磁轮系统的结构图。
[0019]图中标记：1、车体；2、导轨系统；21、轨道；22、导体板；3、磁轮系统；31、轮毂；32、永磁轮；321、永磁单体；4、动力系统；41、电动机；42、传动组件；421、连接键。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁轮驱动装置，其特征在于，包括：车体(1)；导轨系统(2)，所述导轨系统(2)包括两个导体板(22)，两个所述导体板(22)分别设置在所述车体(1)两侧；磁轮系统(3)，所述磁轮系统(3)设置有至少两个，其中两个所述磁轮系统(3)对称设置在所述车体(1)两侧壁上，所有所述磁轮系统(3)与所述导体板(22)之间设置有空隙；以及动力系统(4)，所述动力系统(4)驱动每个所述磁轮系统(3)旋转。2.根据权利要求1所述的磁轮驱动装置，其特征在于：所述磁轮系统(3)包括轮毂(31)和永磁轮(32)，所述轮毂(31)平行地面设置，所述轮毂(31)的内圈与所述车体(1)转动连接，所述永磁轮(32)设置在所述轮毂(31)外圈上。3.根据权利要求2所述的磁轮驱动装置，其特征在于：所述永磁轮(32)包括若干个永磁单体(321)，若干个所述永磁单体(321)根据磁化方向按Halbach周期阵列设置为环形结构。4.根据权利要求3所述的磁轮驱动装置，其特征在于：所述永磁轮(32)包括16个所述永磁单体(321)，每两个相邻所述永磁单体(321)按照磁化方向顺时针旋转90
°
设置。5.根据权利要求1所述的磁轮驱动装置，其特征在于：所述动力系统(4)包括电动机(41)和传动组件(42)，所述电动机(41)设置在所述车体(1)内，所述电动机(41)通过所述传动组件(42)与所有所述磁轮系统(3)转动连接，两侧的所述磁轮系统(3)旋转方向相反。6.根据权利要求5所述的磁轮驱动装置，其特征在于：所述电动机(41)设置有两个，两个所述电动机(41)旋转方向相反，所述传动组件(42)为传动轴，所述传动轴一端部与所述电动机(41)的输出轴固定连接，另一端部与所述磁轮系统(3)固定连接。7.一种磁轮驱动方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1
‑
6任一项所述的磁轮驱动装置，所述方法包括：接收第一控制命令，所述第一控制命令包括控制动力系统(4)启动的命令；响应于所述第一控制命令，发送第二控制命令，所述第二控制命令包括给所述动力系统(4)通电的命令，所述动力系统(4)通电后，驱动磁轮系统(3)旋转，所述磁轮系统(3)在旋转过程中与导体板(22)共同作用产生驱动车体(1)运动的驱动力；检测所述车体(1)的运动速度值，当运动速度值达到预设速度值后，发送第三控制命令，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓自刚，李凯文，刘新，石洪富，梁乐，郑珺，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：