PDF《B60L 13/04 [12] 发明专利申请公开说明书》

10 、根据权利要求1 所述的高温超导磁悬浮装置,其特征在于车体可安有轮子起支撑作 用,也可安装永磁体起支撑作用,也可同时使用轮子和永磁体起支撑作用,并且也可不用轮 子支撑. 200410009084.1 说明书第1/8页3高温超导磁悬浮装置 技术领域 本发明涉及磁悬浮轨道交通技术领域. 背景技术 本发明 一种高温超导磁悬浮装置 是为了提供一种安全、建造简单、高环保、和节约 能源的低速磁悬浮轨道交通工具,它适用于在城市、旅游景点内部进行短距离人员或物品输 运.本发明最主要的特点是采用Bi-2223/Ag 或其他高温超导线材取代常规导线制作磁体来 实现这一目的. 在本发明之前,磁悬浮轨道交通工具,根据磁悬浮磁体与轨道导轨之间受力的特点,可 分为常导电磁吸引式和磁斥式两种方式.常导电磁吸引式(EMS) 也称主动吸引式,其原理是 利用悬浮体下方使用常规导线绕制的磁体并配合一个铁芯,与一条铁磁性导轨相吸引;

在吸 引力与悬浮体重力相平衡;

在磁体铁芯与铁磁性导轨间有一固定间隙时实现悬浮体倒挂悬浮. 悬浮间隙高度通常约为10mm ,为了保持恒定的悬浮高度,必须配备一个传感器用以测量悬浮 间隙的变化,同时加以励磁电流反馈系统来控制悬浮间隙高度以实现稳定悬浮.常导电磁吸引式磁悬浮,其代表产品是德国FRG 公司领导开发的Transrapid 系列车型.

1971 研制的Transrapid-01 型车,车重为5.8 吨,在一总长660m 的实验线路上达到90 公里 / 小时的行驶速度.80 年代初,FRG 公司在Emsland 修建了一条长31 公里的闭合实验线路. 车型也发展为Transrapid-06 型.车体共有2 节车厢,可载196 位乘客,最高时速可达400 公里/ 小时.在将 近 十年 的试运行 过程中, 总 共行 程已达到100 万公 里.2001 年,德国FRG 公司利用这项技术,在上海浦东建造了一条30 公里长的常导电磁吸引式线路并实现了首次商 业运行,最高时速可达500 公里/ 小时.另一条颇具代表性的常导电磁吸引式磁悬浮线路是由 日本航空赞助研制的HSST 系列.1978 研制成功的HSST-01 系列;

在一条1.3 公里的实验线路上时速达到了307.8 公里.其中载人型的HSST-03 系列,在一条短距离的实验线上,已实 现裁人100万人次. 上述以常规导线绕制磁体的磁悬浮列车,一个共同的缺点是悬浮高度太低( 约10mm) . 这种不足来自常规导线的能耗限制了导线的通电流能力,导致磁体无法提供足够的与铁磁轨 道的吸引力而达到提高悬浮高度的目的.导线的通电流能力差、磁悬浮列车悬浮高度低等不 足带来了一系列问题:由于悬浮高度低,造成对轨道基础建设上要求的提高;

由于常规导线 存在电阻发热,导致电磁体体积、重量大,耗能高,效率很低.另外,这一磁悬浮列车设计 为高速运行,对车体、轨道和控制的要求很高,使得整个系统的结构复杂、造价很高.200410009084.1 说明书第2/8页4基于这种磁悬浮原理,考虑到在减小磁悬浮列车制作磁体使用常规导线的能耗,美国的 Grumman? Cooperation 公司于1992 提出一种利用低温超导磁体与常规导线磁体混合使用的磁 悬浮方式.其中工作在液氦温度的低温超导磁体通以直流电流以提供主要的磁悬浮力,以减 少能耗.同时在磁路当中还配有两个由常规导线绕制的磁体用作磁悬浮列车的姿态调整.在 这个设计中,低温超导磁体中的电流变化始终被控制在1Hz 之内,这主要是因为工作在交流 环境下的非理想第二类超导体会有交流损耗,由交流损耗带来的热量会引起磁体局部工作点 的升温,由于低温超导材料的工作区间温度很低,局部的升温会很快引起制备低温超导磁体 的超导线材局部失超,进而造成整个磁体的失超,甚至可能烧毁整........