專利名稱：磁懸浮列車用履帶式磁動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁懸浮列車的動力裝置，具體地說，涉及一種磁懸浮列車用履帶式磁動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代交通中，磁懸浮列車以其高速度、低能耗、高安全引起了社會的關(guān)注。但因造價昂貴，制約了其推廣使用。德國TR系列磁懸浮列車每公里車路綜合造價約3億人民幣，日本MLX系列磁懸浮列車車路綜合造價更是高達6.8億人民幣。造價高的原因之一是采用同步直線電機驅(qū)動技術(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，人們不斷地研究各種技術(shù)，如中國專利ZL00105737.5、0010961.9等公開的管道真空永磁補償式懸浮列車及懸浮動力艙采用的是永磁直線電機技術(shù)，該技術(shù)用永磁極(釹鐵硼)取代了德國與日本磁懸浮列車沿路鋪設(shè)的定子鐵芯與定子繞組，進而取消了沿路高壓供電與變電設(shè)施，使造價大幅度降低。申請?zhí)?3157695.8的中國專利采用磁動機使沿路鋪設(shè)的釹鐵硼磁極中釹鐵硼用量減少90％，進一步降低了造價。

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機，該磁動機結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，運行安全可靠，動力強大，造價低廉。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的磁動機包括調(diào)速電機，為磁動機的動力源，電機軸上同軸固定有一中間小齒輪；轉(zhuǎn)子履帶；傳動齒輪；導(dǎo)向定滑輪；
直線定子；和定子間。
其中，調(diào)速電機、轉(zhuǎn)子履帶、傳動齒輪和導(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)速電機共二部，安裝于磁懸浮車輛頂部左右兩側(cè)，電機同軸安裝有中間小齒輪。
相對應(yīng)地，每部調(diào)速電機對應(yīng)一轉(zhuǎn)子履帶部分，該轉(zhuǎn)子履帶為節(jié)狀履帶，該履帶每個轉(zhuǎn)動節(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極交錯排列且設(shè)有氣隙。該轉(zhuǎn)子履帶與兩端的兩個大齒輪嚙合，并由該兩個大齒輪將其撐緊拉直。兩個大齒輪的同一側(cè)面各同軸固定有一小齒輪，該兩小齒輪與調(diào)速電機的中間小齒輪嚙合。當調(diào)速電機驅(qū)動中間小齒輪時，兩端大齒輪則同時以等角速度反向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了兩端的大齒輪同時驅(qū)動轉(zhuǎn)子履帶，從而減輕了履帶運動負荷，有利于高速運動。
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。
上述磁動機的兩端各安裝有導(dǎo)向定滑輪。


圖1為本發(fā)明磁動機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿A-A線的剖視圖，顯示本發(fā)明磁動機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)明磁動機的導(dǎo)向定滑輪工作原理。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的磁動機用于吊軌式磁懸浮列車上，為磁懸浮列車的動力系統(tǒng)。在詳細描述本發(fā)明的磁動機之前，先簡單描述吊軌式磁懸浮列車，以對本發(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，其上部為懸浮動力艙16a、下部為車廂16b一體制成。懸浮動力艙16a鑲嵌在弓形吊軌15內(nèi)，懸浮動力艙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相對應(yīng)，兩者相距20-160mm，相對應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力。懸浮動力艙16a外部兩側(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相對應(yīng)，兩者相距5-35mm，相對應(yīng)形成向上的斥懸浮力。
懸浮動力艙16a內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，該動力機構(gòu)就是本發(fā)明提供的磁動機。
接著請參考圖1，為本發(fā)明磁動機的總體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出，該磁動機為左右對稱設(shè)置，因此，下面的描述實際包括了左右兩個磁動機。
磁動機中，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由兩端的兩個大齒輪4嚙合并將其撐緊拉直。兩個大齒輪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8上同軸9的中間小齒輪7兩側(cè)嚙合。當調(diào)速電機8驅(qū)動中間小齒輪7時，兩端大齒輪4則由各自的同軸小齒輪5帶動以等角速度反向轉(zhuǎn)動，而大齒輪4同時驅(qū)動轉(zhuǎn)子履帶1，減輕了履帶運動負荷，有利于高速運動。
直線定子10由非鐵磁性定子間11間隔開地固定在定子基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。
當轉(zhuǎn)子履帶1轉(zhuǎn)動時，履帶上的永磁體2、3與直線定子10產(chǎn)生拉力(切向吸力)，相當于驅(qū)動輪的摩擦力，驅(qū)動磁懸浮列車運動。通過列車自載的逆變控制系統(tǒng)控制調(diào)速電機，即可改變列車速度和運行方向。
由上述磁動機驅(qū)動的車輛在行駛時，受到懸浮力作用呈懸浮狀，磁動機的兩端安裝的導(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機具有如下優(yōu)點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低于國外同步電機的定子鐵芯與繞組，其綜合成本至少降低2000萬人民幣/每公里。
2、運行節(jié)能，國外同步直線電機定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙距離為8mm，本發(fā)明磁動機使用的市售調(diào)速電機定子與轉(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，因此運行節(jié)能至少1倍。
3、本發(fā)明的磁動機結(jié)構(gòu)緊湊、自重小、動力強勁、造價低。效能資源比是單輪式磁動機(申請?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機，包括調(diào)速電機，為磁動機的動力源，電機軸上同軸固定有一中間小齒輪；轉(zhuǎn)子履帶；傳動齒輪；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，該履帶每個轉(zhuǎn)動節(jié)上安裝有永磁體，各永磁體之間為N極和S極交錯排列且相互之間設(shè)有氣隙；該轉(zhuǎn)子履帶與兩端的兩個大齒輪嚙合，并由該兩個大齒輪將其撐緊拉直；兩個大齒輪的同一側(cè)面各同軸固定有一小齒輪，該兩小齒輪與調(diào)速電機同軸的中間小齒輪嚙合；當調(diào)速電機驅(qū)動中間小齒輪時，兩端大齒輪則同時以等角速度反向轉(zhuǎn)動，兩端的大齒輪同時驅(qū)動轉(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；上述磁動機的兩端各安裝有導(dǎo)向定滑輪。
2.權(quán)利要求1的磁動機，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的磁動機，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的磁動機，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的磁動機，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機，該轉(zhuǎn)子履帶為節(jié)狀履帶，每個轉(zhuǎn)動節(jié)上安裝有永磁體，且N極和S極交錯并設(shè)有氣隙；轉(zhuǎn)子履帶與兩端的兩個大齒輪嚙合，并由該兩個大齒輪將其撐緊拉直；兩個大齒輪的同一側(cè)面各同軸固定有一小齒輪，該兩小齒輪與調(diào)速電機同軸固定的中間小齒輪嚙合；當調(diào)速電機驅(qū)動中間小齒輪時，兩端大齒輪同時以等角速度反向轉(zhuǎn)動，兩端的大齒輪同時驅(qū)動轉(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；上述磁動機的兩端各安裝有導(dǎo)向定滑輪。
文檔編號B60L13/00GK1746046SQ20041007386
公開日2006年3月15日 申請日期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 申請人:李嶺群