專利名稱：磁懸浮列車用履帶式磁動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁懸浮列車的動(dòng)力裝置，具體地說(shuō)，涉及一種磁懸浮列車用履帶式磁動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代交通中，磁懸浮列車以其高速度、低能耗、高安全引起了社會(huì)的關(guān)注。但因造價(jià)昂貴，制約了其推廣使用。德國(guó)TR系列磁懸浮列車每公里車路綜合造價(jià)約3億人民幣，日本MLX系列磁懸浮列車車路綜合造價(jià)更是高達(dá)6.8億人民幣。造價(jià)高的原因之一是采用同步直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，沿路不間斷地鋪設(shè)定子鐵芯與定子繞組，以及為定子提供電能的高壓線路與變電設(shè)施。
為了降低造價(jià)，人們不斷地研究各種技術(shù)，如中國(guó)專利ZL00105737.5、0010961.9等公開(kāi)的管道真空永磁補(bǔ)償式懸浮列車及懸浮動(dòng)力艙采用的是永磁直線電機(jī)技術(shù)，該技術(shù)用永磁極(釹鐵硼)取代了德國(guó)與日本磁懸浮列車沿路鋪設(shè)的定子鐵芯與定子繞組，進(jìn)而取消了沿路高壓供電與變電設(shè)施，使造價(jià)大幅度降低。申請(qǐng)?zhí)?3157695.8的中國(guó)專利采用磁動(dòng)機(jī)使沿路鋪設(shè)的釹鐵硼磁極中釹鐵硼用量減少90％，進(jìn)一步降低了造價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磁懸浮列車用履帶式磁動(dòng)機(jī)，該磁動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，運(yùn)行安全可靠，動(dòng)力強(qiáng)大，造價(jià)低廉。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的磁動(dòng)機(jī)包括調(diào)速電機(jī)，為磁動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，電機(jī)軸上同軸固定有一中間小齒輪；轉(zhuǎn)子履帶；傳動(dòng)齒輪；導(dǎo)向定滑輪；
直線定子；和定子間。
其中，調(diào)速電機(jī)、轉(zhuǎn)子履帶、傳動(dòng)齒輪和導(dǎo)向定滑輪安裝在磁懸浮車輛上，直線定子部分安裝在軌道上。
調(diào)速電機(jī)共二部，安裝于磁懸浮車輛頂部左右兩側(cè)，電機(jī)同軸安裝有中間小齒輪。
相對(duì)應(yīng)地，每部調(diào)速電機(jī)對(duì)應(yīng)一轉(zhuǎn)子履帶部分，該轉(zhuǎn)子履帶為節(jié)狀履帶，該履帶每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)上安裝有矩形塊狀轉(zhuǎn)子永磁體，各永磁體之間為N極和S極交錯(cuò)排列且設(shè)有氣隙。該轉(zhuǎn)子履帶與兩端的兩個(gè)大齒輪嚙合，并由該兩個(gè)大齒輪將其撐緊拉直。兩個(gè)大齒輪的同一側(cè)面各同軸固定有一小齒輪，該兩小齒輪與調(diào)速電機(jī)的中間小齒輪嚙合。當(dāng)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)中間小齒輪時(shí)，兩端大齒輪則同時(shí)以等角速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了兩端的大齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子履帶，從而減輕了履帶運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，有利于高速運(yùn)動(dòng)。
軌道兩側(cè)的直線定子為矩形塊狀鐵磁性定子，和非鐵磁性定子間呈間隔地固定在導(dǎo)磁定子基上，且表面平整光滑。鐵磁性定子由導(dǎo)磁性材料制成，定子間由非導(dǎo)磁性材料制成；定子和定子間的尺寸與對(duì)應(yīng)的矩形塊狀轉(zhuǎn)子永磁體及氣隙尺寸相同。
上述轉(zhuǎn)子履帶與直線定子之間有20-40mm的間隙。
上述磁動(dòng)機(jī)的兩端各安裝有導(dǎo)向定滑輪。


圖1為本發(fā)明磁動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿A-A線的剖視圖，顯示本發(fā)明磁動(dòng)機(jī)安裝在磁懸浮列車上的示意圖；圖3為圖1沿B-B線的剖視圖，顯示本發(fā)明磁動(dòng)機(jī)的導(dǎo)向定滑輪工作原理。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的磁動(dòng)機(jī)用于吊軌式磁懸浮列車上，為磁懸浮列車的動(dòng)力系統(tǒng)。在詳細(xì)描述本發(fā)明的磁動(dòng)機(jī)之前，先簡(jiǎn)單描述吊軌式磁懸浮列車，以對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理有較全面的了解。
吊軌式磁懸浮列車由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，請(qǐng)參考圖2和圖3。其中軌道是用混凝土澆鑄而成的工字梁，工字梁下方用螺栓固定有弓形吊軌15，弓形吊軌內(nèi)頂部設(shè)置有導(dǎo)磁板軌15a，吊軌兩側(cè)肩部上方設(shè)置有磁軌15b，弓形吊軌兩側(cè)肩部端安裝有定子基12，所述的導(dǎo)磁板軌、定子基可以是鐵磁性鋼板，磁軌15b是釹鐵硼材料制成。
磁懸浮列車16，其上部為懸浮動(dòng)力艙16a、下部為車廂16b一體制成。懸浮動(dòng)力艙16a鑲嵌在弓形吊軌15內(nèi)，懸浮動(dòng)力艙16a外頂部設(shè)有頂永磁16c，與弓形吊軌內(nèi)頂部的導(dǎo)磁板軌15a相對(duì)應(yīng)，兩者相距20-160mm，相對(duì)應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力。懸浮動(dòng)力艙16a外部?jī)蓚?cè)的翼磁基16d上各安裝有翼永磁16e，與弓形吊軌內(nèi)兩側(cè)肩部上方的磁軌15b相對(duì)應(yīng)，兩者相距5-35mm，相對(duì)應(yīng)形成向上的斥懸浮力。
懸浮動(dòng)力艙16a內(nèi)部安裝有一組動(dòng)力機(jī)構(gòu)，該動(dòng)力機(jī)構(gòu)就是本發(fā)明提供的磁動(dòng)機(jī)。
接著請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明磁動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出，該磁動(dòng)機(jī)為左右對(duì)稱設(shè)置，因此，下面的描述實(shí)際包括了左右兩個(gè)磁動(dòng)機(jī)。
磁動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子履帶1為節(jié)狀，節(jié)與節(jié)之間可以彎曲，每一轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)上安裝有矩形塊狀永磁體為轉(zhuǎn)子磁極2、3，轉(zhuǎn)子履帶為鐵磁性材料制成，永磁體可用釹鐵硼材料制成，永磁體可以用螺栓固定在履帶上，且固定方式為N極和S極交錯(cuò)排列，各永磁體2、3之間設(shè)有氣隙1a。該履帶1由兩端的兩個(gè)大齒輪4嚙合并將其撐緊拉直。兩個(gè)大齒輪4的同一內(nèi)側(cè)面各同軸6固定有一小齒輪5，該兩小齒輪5分別與調(diào)速電機(jī)8上同軸9的中間小齒輪7兩側(cè)嚙合。當(dāng)調(diào)速電機(jī)8驅(qū)動(dòng)中間小齒輪7時(shí)，兩端大齒輪4則由各自的同軸小齒輪5帶動(dòng)以等角速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，而大齒輪4同時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子履帶1，減輕了履帶運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，有利于高速運(yùn)動(dòng)。
直線定子10由非鐵磁性定子間11間隔開(kāi)地固定在定子基12上，表面平整光滑。直線定子10和非鐵磁性定子間11均為矩形塊狀，其中，直線定子10由導(dǎo)磁性材料制成，如導(dǎo)磁鋼板等；定子間11由非導(dǎo)磁性材料制成，如聚胺酯、鋁合金、非鐵磁性錳鋼等。直線定子10的尺寸與轉(zhuǎn)子履帶1上的永磁體2、3的尺寸相同；定子間11的尺寸與轉(zhuǎn)子履帶1上的氣隙1a尺寸相同。并且轉(zhuǎn)子履帶1與直線定子之間有20-40mm的間隙。
當(dāng)轉(zhuǎn)子履帶1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，履帶上的永磁體2、3與直線定子10產(chǎn)生拉力(切向吸力)，相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)輪的摩擦力，驅(qū)動(dòng)磁懸浮列車運(yùn)動(dòng)。通過(guò)列車自載的逆變控制系統(tǒng)控制調(diào)速電機(jī)，即可改變列車速度和運(yùn)行方向。
由上述磁動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛在行駛時(shí)，受到懸浮力作用呈懸浮狀，磁動(dòng)機(jī)的兩端安裝的導(dǎo)向定滑輪13與直線定子10接觸，將車輛控制在兩條軌道中間。
本發(fā)明提供的履帶式磁動(dòng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明不需要高壓供電與變電設(shè)施，鐵磁性定子基、直線定子和非鐵磁性定子間的綜合成本遠(yuǎn)低于國(guó)外同步電機(jī)的定子鐵芯與繞組，其綜合成本至少降低2000萬(wàn)人民幣/每公里。
2、運(yùn)行節(jié)能，國(guó)外同步直線電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙距離為8mm，本發(fā)明磁動(dòng)機(jī)使用的市售調(diào)速電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙距離小于3mm，永磁轉(zhuǎn)子與直線定子之間的引力不耗電能，因此運(yùn)行節(jié)能至少1倍。
3、本發(fā)明的磁動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、自重小、動(dòng)力強(qiáng)勁、造價(jià)低。效能資源比是單輪式磁動(dòng)機(jī)(申請(qǐng)?zhí)?3157695.8)的10余倍。
權(quán)利要求
1.一種磁懸浮列車用履帶式磁動(dòng)機(jī)，包括調(diào)速電機(jī)，為磁動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，電機(jī)軸上同軸固定有一中間小齒輪；轉(zhuǎn)子履帶；傳動(dòng)齒輪；導(dǎo)向定滑輪；直線定子；定子間；其中，該轉(zhuǎn)子履帶為節(jié)狀履帶，該履帶每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)上安裝有永磁體，各永磁體之間為N極和S極交錯(cuò)排列且相互之間設(shè)有氣隙；該轉(zhuǎn)子履帶與兩端的兩個(gè)大齒輪嚙合，并由該兩個(gè)大齒輪將其撐緊拉直；兩個(gè)大齒輪的同一側(cè)面各同軸固定有一小齒輪，該兩小齒輪與調(diào)速電機(jī)同軸的中間小齒輪嚙合；當(dāng)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)中間小齒輪時(shí)，兩端大齒輪則同時(shí)以等角速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端的大齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子履帶；軌道兩側(cè)的直線定子為鐵磁性制成，由非鐵磁性定子間呈間隔地固定在導(dǎo)磁定子基上，直線定子的尺寸與履帶上永磁體的尺寸相同；定子間尺寸與履帶上永磁體之間的氣隙尺寸相同；上述轉(zhuǎn)子履帶與直線定子之間有20-40mm的間隙；上述磁動(dòng)機(jī)的兩端各安裝有導(dǎo)向定滑輪。
2.權(quán)利要求1的磁動(dòng)機(jī)，其特征在于，履帶上的永磁體為矩形塊狀體。
3.權(quán)利要求1的磁動(dòng)機(jī)，其特征在于，履帶上的永磁體用螺栓固定在履帶上。
4.權(quán)利要求1的磁動(dòng)機(jī)，其特征在于，直線定子和定子間為矩形塊狀體。
5.權(quán)利要求1或4的磁動(dòng)機(jī)，其特征在于，直線定子和定子間用螺栓固定在定子基上，且表面平整光滑。
全文摘要
一種磁懸浮列車用履帶式磁動(dòng)機(jī)，該轉(zhuǎn)子履帶為節(jié)狀履帶，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)上安裝有永磁體，且N極和S極交錯(cuò)并設(shè)有氣隙；轉(zhuǎn)子履帶與兩端的兩個(gè)大齒輪嚙合，并由該兩個(gè)大齒輪將其撐緊拉直；兩個(gè)大齒輪的同一側(cè)面各同軸固定有一小齒輪，該兩小齒輪與調(diào)速電機(jī)同軸固定的中間小齒輪嚙合；當(dāng)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)中間小齒輪時(shí)，兩端大齒輪同時(shí)以等角速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端的大齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子履帶。軌道兩側(cè)的直線定子為鐵磁性材料制成，由非鐵磁性定子間呈間隔地固定在導(dǎo)磁定子基上，直線定子的尺寸與履帶上永磁體的尺寸相同；定子間尺寸與履帶上永磁體之間的氣隙尺寸相同；上述轉(zhuǎn)子履帶與直線定子之間有20－40mm的間隙；上述磁動(dòng)機(jī)的兩端各安裝有導(dǎo)向定滑輪。
文檔編號(hào)B60L13/00GK1746046SQ20041007386
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者李嶺群 申請(qǐng)人:李嶺群