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CN1855689B - 一种单轮双极磁动机 - Google Patents

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Abstract

一种单轮双极磁动机，双极转子轮由铁磁性轮基和平行固定在铁磁性轮基圆周上的上下两条磁性转子构成，该两条磁性转子相互之间设有一气隙，极性相异；磁性转子为磁性矩形块状和非铁磁性嵌体间隔排列而成，且上下两条磁性转子上的磁性矩形块和非铁磁性嵌体分别对齐；与双极转子轮两侧对应的设有直线定子，该直线定子由铁磁性矩形块状和非铁磁性嵌体呈间隔等距地固定在定子基上；直线定子的宽度与双极转子的宽度相同，直线定子上的铁磁性矩形块的间距与双极转子轮上的磁性矩形块在圆周上的间距相同；双极转子轮与直线定子之间设有一气隙，且小于双极转子轮上的两条磁性转子之间的气隙。

Description

一种单轮双极磁动机
技术领域
本发明属于永磁动力技术领域，具体地涉及一种单轮双极磁动机。
背景技术
国外磁悬浮列车一般采用同步直线电机驱动。因列车运行的需要，直线定子与转子之间的气隙在8mm以上，又因开放磁场的强度增减呈幂函数规律，故这种过大的气隙浪费了大量电能。并且同步直线电机造价过高，影响了磁悬浮列车的商业使用。国内发明的单轮单极磁动机(申请号：03157695.8)沿途需铺设钕铁硼磁极，费用较高。履带式磁动机(申请号：004100738619)不宜超高速运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁悬浮列车使用的单轮双极式磁动机，该磁动机结构简捷，自重轻，磁路闭合性好，动力大，转速高，造价低廉。
为实现上述目的，本发明提供的单轮双极磁动机，其双极转子轮与调速电机相连，双极转子轮由铁磁性轮基和平行固定在铁磁性轮基圆周上的上下两条磁性转子构成，该两条磁性转子相互之间设有一气隙，极性相异；磁性转子为磁性矩形块状和非铁磁性嵌体间隔排列而成，且上下两条磁性转子上的磁性矩形块和非铁磁性嵌体分别对齐；
与双极转子轮两侧对应的设有直线定子，该直线定子由铁磁性矩形块状和非铁磁性嵌体呈间隔等距地固定在定子基上；直线定子的宽度与双极转子的宽度相同，直线定子上的铁磁性矩形块的间距与双极转子上的磁性矩形块在圆周上的间距相同；
双极转子轮与直线定子之间设有一气隙，且小于双极转子轮上的两条磁性转子之间的气隙；
由上述装置，磁性转子与直线定子构成了磁通回路，调速电机转动时，磁性转子与直线定子之间产生拉力，从而驱动列车。
其中双极转子轮同一水平线地设于两组导向定滑轮之间。
其中双极转子轮与直线定子之间设有的气隙为4-60mm。
附图说明
图1为本发明单轮双极磁动机在磁悬浮列车动力舱内装配结构的剖视示意图；
图2为图1沿A-A线的剖视示意图；
图3为图2沿B-B线的剖面示意图。
具体实施方式
以下所述的内容是结合附图对本发明做的详细说明，而不应该被理解为是对本发明的限定。
本发明提出的单轮双极磁动机首先应用于吊轨式磁悬浮列车上，为磁悬浮列车的动力系统。在详细描述本发明单轮双极磁动机之前，先简单描述吊轨式磁悬浮列车，以对本发明的结构及工作原理有较全面的了解。
吊轨式磁悬浮列车由轨道和磁悬浮车辆两部分组成，请参考图1和图3。其中：
轨道是在工字梁1下方的弓形吊轨2。吊轨两侧肩部上方设置有永磁轨2a，弓形吊轨两侧肩部端设置有定子基3，所述的永磁轨2a由硬磁材料比如钕铁硼制成，定子基3由铁磁性材料制成。
磁悬浮列车4，其上部为悬浮动力舱4a，下部为车厢4b一体制成。悬浮动力舱4a镶嵌在弓形吊轨2内，悬浮动力舱4a的外部两侧设置有翼永磁4c，与弓形吊轨内两侧肩部上方的永磁轨2a相对应。两者同磁极相对，对列车产生向上的悬浮力，悬浮气隙2-40mm。导向定滑轮5为左右对称设置，分别与左右两条直线定子11轨道接触，将列车控制在两条直线定子11轨道的中央。
悬浮动力舱4a内部安装有一组动力机构，该动力机构就是本发明提供的单轮双极磁动机。
接着请参考图2，为本发明单轮双极磁动机平面结构剖视示意图。从图中可以看出，两台本发明单轮双极磁动机左右对称设置，因此下面的描述实际包括了左右两台磁动机。
本发明的单轮双极磁动机由调速电机9控制，为磁动机的动力源，调速电机9与磁动机的双极转子轮A1同轴；
其中，调速电机9在悬浮动力舱4a的上部，双极转子轮A1在悬浮动力舱4a的下部与调速电机9通过转轴8相连，双极转子轮A1同一水平线地设于两组导向定滑轮5之间。双极转子轮A1由铁磁性轮基7和平行固定在铁磁性轮基7圆周上的两条磁性转子10构成，该两条磁性转子10的极性相异，相互之间有并不接触，而是设有一间隔气隙，其中一条磁性转子的极性为N极，则另一条磁性转子的极性为S极，在本实施例中，从图1来看，如果上一条磁性转子10为N极，下一条磁性转子10则为S极。磁性转子10是由磁性材料如钕铁硼制成的矩形块状排列而成，在每一个磁性矩状块之间设有非铁磁性嵌体即转子间13，该转子间13可以铝合金制作。上下两条磁性转子10上的磁性矩形块对齐排列。
与双极转子轮A1相对应的两侧轨道上设有直线定子11。该直线定子11和前述的双极转子轮11上的磁性转子10一样，由铁磁性物质制成的矩形块状和非铁磁性定子间12呈间隔地固定在定子基3上。直线定子11的宽度与双极转子轮A1上的双极磁性转子10的宽度相同，直线定子11上的铁磁性矩形块的间距与双极转子轮A1上的磁性矩形块在圆周上的间距相同。双极转子轮A1上的两条磁性转子10之间并不相接触，设有一气隙；双极转子轮A1与直线定子11之间也设有4-60mm的工作气隙，且双极转子轮A1上的两条磁性转子10之间的气隙大于双极转子轮A1与直线定子11之间的工作气隙。
磁性转子10与直线定子11相对应永磁的磁通构成了回路，当调速电机转动时，磁性转子10与直线定子11之间产生拉力，从而驱动列车。
本发明提供的单轮双极磁动机具有如下优点：
1、本发明不需在磁悬浮路的沿途供电与变电设施，直线定子和定子间的综合成本远低于国外同步直线电机的定子铁芯与绕组，其综合成本至少降低2000万人民币/公里。
2、节能比国外直线电机节能50％左右。
3、本发明结构简捷、自重轻、动力大、转速高、造价低。
4、用途广泛。

Claims (3)

1.一种单轮双极磁动机，双极转子轮与调速电机相连，双极转子轮由铁磁性轮基和平行固定在铁磁性轮基圆周上的上下两条磁性转子构成，该两条磁性转子相互之间设有一气隙，极性相异；磁性转子为磁性矩形块和非铁磁性嵌体间隔排列而成，且上下两条磁性转子上的磁性矩形块和非铁磁性嵌体分别对齐；
与双极转子轮两侧对应的设有直线定子，该直线定子由铁磁性矩形块和非铁磁性嵌体呈间隔等距地固定在定子基上；直线定子的宽度与双极转子的宽度相同，直线定子上的铁磁性矩形块的间距与双极转子轮上的磁性矩形块在圆周上的间距相同；
双极转子轮与直线定子之间设有一气隙，且小于双极转子轮上的两条磁性转子之间的气隙；
磁性转子与直线定子构成了磁通回路，调速电机转动时，磁性转子与直线定子之间产生拉力，从而驱动列车。
2.权利要求1的单轮双极磁动机，其特征在于，双极转子轮同一水平线地设于两组导向定滑轮之间。
3.权利要求1的单轮双极磁动机，其特征在于，双极转子轮与直线定子之间设有的气隙为4-60mm。
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