一种高温超导磁悬浮系统及其线圈尺寸的计算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115837841A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202310000597.9(22)申请日2023.01.03(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人郑珺聂三淳李静邓自刚(74)专利代理机构北京集智东方知识产权代理有限公司11578专利代理师刘林陈攀(51)Int.Cl.B60L13/06(2006.01)B60L13/03(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种高温超导磁悬浮系统及其线圈尺寸的计算方法(57)摘要本发明提供了一种高温超导磁悬浮系统及其线圈尺寸的计算方法，涉及高温超导磁悬浮领域。所述高温超导磁悬浮系统包括轨道梁；车体，车体的底部设置有抱臂；悬浮导向系统，悬浮导向系统包括杜瓦和第一永磁轨道，杜瓦固定连接在车体的底部，第一永磁轨道固定连接在轨道梁的顶部；驱动系统，驱动系统包括第二永磁轨道和线圈，第二永磁轨道固定连接在轨道梁的底部，第二永磁轨道纵向排列，且第二永磁轨道的磁化角设置为预设锐角，线圈设置在抱臂的端部。本系统一方面避免了采用沿线路铺设成本昂贵的直线电机，另一方面本系统无高导磁性结构，规避了使用直线电机会存在法向力干扰问题，载重能力强。CN115837841ACN115837841A权利要求书1/2页1.一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于，包括：轨道梁（4）；车体（1），所述车体（1）的底部设置有抱臂（10）；悬浮导向系统，所述悬浮导向系统包括杜瓦（21）和第一永磁轨道（22），所述杜瓦（21）固定连接在车体（1）的底部，所述第一永磁轨道（22）固定连接在轨道梁（4）的顶部，所述第一永磁轨道（22）的顶部与所述杜瓦（21）的底部相对设置；驱动系统，所述驱动系统包括第二永磁轨道（30）和线圈（31），所述第二永磁轨道（30）固定连接在轨道梁（4）的底部，所述第二永磁轨道（30）纵向排列，且第二永磁轨道（30）的磁化角设置为预设锐角，所述预设锐角由基准方向和水平面形成，所述基准方向斜向上且指向车体（1），所述线圈（31）设置在抱臂（10）的端部，所述线圈（31）与所述第二永磁轨道（30）的底部相对设置。2.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述第一永磁轨道（22）横向排列。3.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述第二永磁轨道（30）的磁化角按照预设排布周期进行设置，所述预设排布周期中至少包括两个不同的预设锐角。4.根据权利要求3所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述预设排布周期中两个预设锐角互余。5.根据权利要求3所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述预设排布周期中包括第一预设锐角、第二预设锐角和第三预设锐角，其中所述第一预设锐角小于所述第二预设锐角，所述第二预设锐角小于所述第三预设锐角。6.根据权利要求5所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述预设排布周期中，还包括第四预设锐角和第五预设锐角；在所述第四预设锐角中，所述第四预设锐角大于第一预设锐角，且所述第四预设锐角小于所述第二预设锐角；在所述第五预设锐角中，所述第五预设锐角大于第二预设锐角，且所述第五预设锐角小于所述第三预设锐角。7.根据权利要求6所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述第四预设锐角和所述第五预设锐角为互余角。8.根据权利要求3所述的一种高温超导磁悬浮系统，其特征在于：所述线圈（31）包括多个预设长度，其中一个预设长度与一个预设排布周期的长度等长设置，所述预设长度为线圈（31）沿开口方向绕匝后所形成的长度尺寸。9.一种高温超导磁悬浮系统的线圈尺寸计算方法，其特征在于，使用了如权利要求1至8任意一项所述的高温超导磁悬浮系统，还包括：获取第一信息，所述第一信息为线圈的不同垂向高度；依照所述线圈的不同垂向高度逐个根据预设的线圈纵向力与磁感应强度纵向微分量的关系式计算，得到第二信息，所述第二信息为不同垂向高度所对应的线圈纵向力；在所述第二信息中进行筛选，得到不同垂向高度下的纵向力稳定值和最值；基于不同垂向高度下的纵向力稳定值和最值计算，得到第三信息，所述第三信息为不2CN115837841A权利要求书2/2页同垂向高度下的超调量计算值；将所述第三信息与预设的第一超调量阈值和预设的第二超调量阈值进行比对，如果第三信息中超调量计算值介于第一超调量阈值和第二超调量阈值之间，则确定该超调量计算值所对应的垂向高度为线圈的最优垂向高度。10.根据权利要求9所述的一种高温超导磁悬浮系统的线圈尺寸计算方法，其特征在于，在确定线圈的最优垂向高度之后，包括：获取第四信息，所述第四信息为线圈的不同厚度；依照所述线圈的不同厚度逐个根据预设的