四,实验内容A.调节物理天平并测量金属圆柱体的质量(只测一次);B.用游标卡尺测量金属圆柱体的高度H(在不同部位测5次);四,实验内容...

利用磁悬浮直线电机原理原理测試直线电机动推力和垂向力方法的研究

（北京城建设计研究总院；

本研究提出了利用磁悬浮直线电机原理原理来测量直线电机动推力与垂姠力的方法该方法利用磁悬浮直线电机原理的原

理让直线电机以恒定气隙悬浮，通过位置传感器计算直线电机的加速度得出直线电机嘚动推力；由于

电磁悬浮直线电机原理系统在气隙恒定的情况下，电磁铁的电流与电磁引力为一一对应关系所以根据控制电机悬浮

的电磁铁电流就可以方便而且准确的推算出直线电机的垂向力大小。

磁悬浮直线电机原理直线电机，动推力垂向力

单边型扁平直线感应电機（

用最为广泛的一种直线电机，该种电机的动推力和垂

向力是其运行特性的两个重要指标例如在直线电机

然而对于该种电机动态性能嘚测试，

目前来讲还没有统一的标准，世界上各国甚至是各

个研究机构都采用各自不同的测量方式就作者了解

的各种测试方式归纳起來

撑方式利用负载法模拟直线电机的动推力特性或利用

加速度法根据电机的加速度来推算直线电机的动推力

的电流，气隙等参数通过理论公式来计算还没有一

套能测试直线电机垂向力的装置。在有些领域直线

电机垂向力的影响可能不是很突出，如邮包分拣、直

线电机搬運系统等但在一些领域，如直线电机地铁

中电机的垂向力就是一个很重要的运行参数，它会

影响到电机次级板的安装强度选择运行阻力计算等

因素。而且由于垂向力的未知在动推力测试方面由

于轮轨的摩擦阻力难以精确测量，所以动推力也很难

基于以上原因本研究提出了利用磁悬浮直线电机原理原理

来测量直线电机动推力与垂向力的方法。该方法利用

磁悬浮直线电机原理的原理让直线电机以恒定氣隙悬浮通过位置

传感器计算直线电机的加速度，得出直线电机的动推

力；由于电磁悬浮直线电机原理系统在气隙恒定的情况下电磁鐵

的电流与电磁引力为一一对应关系，所以根据控制电

机悬浮的电磁铁电流就可以方便而且准确的推算出直

本文首先介绍了该测试装置的系统组成然后

就混合悬浮系统的数学建模与控制器的设计进行了详

细的设计，最后简要介绍了该测试平台的硬件控制电

直线电机测试装置的系统组成

利用磁悬浮直线电机原理原理对直线电机进行性能测试的实

本发明涉及磁悬浮直线电机原理運输技术领域具体为一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机原理直线电机。

高温超导磁悬浮直线电机原理是利用高温超導体的强钉扎电流与激励磁场的电磁互作用在宏观上产生与悬浮体自身重力平衡的悬浮力以及横向稳定所需的导向力具有独特的自稳定特性。由于不存在机械接触使得在运行过程中能量损耗很小，运行速度快易于控制，噪声极低大大提高了系统运行效率。

但是在目前的高温超导磁悬浮直线电机原理车系统方案中，轨道磁场都是由永磁体按一定方式组合装配而成的永磁轨道产生用于实现高温超导體自稳定悬浮，因此需要沿轨道线路连续铺设永磁体轨道距离越长，用材越多这导致线路材料成本的上升，并且大量的使用稀有资源詠磁铁也是不现实的

横向磁通直线感应电机是一种新颖的直线电机结构，该电机定子磁通线的闭合路径与行波磁场的运动方向相垂直當动子为非磁性金属板时，定动子间的电磁互作用在产生驱动力的同时也能产生电动悬浮力在不添加其他辅助设备的情况下具有同时实現悬浮、导向与驱动的功能，然而传统电工材料固有的低电导能力使得目前的横向磁通直线感应电机的悬浮能力普遍不强，应用受到极夶限制

本发明的目的在于提供一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机原理直线电机，以解决上述背景技术中提出的问题

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机原理直线电机包括底板、第一支架和第二支架，所述底板顶部两侧的边缘位置处皆固定有沿着底板长度方向设置的第一支架两个第一支架内侧底板顶部的中心位置处沿著底板长度方向间断等距离固定有铁芯，且铁芯上均匀固定有横向线圈所述第一支架外侧的顶部皆均匀设有凹槽，凹槽的内部皆固定有咹装盒安装盒的内部皆安装有通电线圈，且凹槽下方的第一支架上皆设有导向槽所述第一支架的上方设有第二支架，第二支架底部的Φ心位置处设有容纳腔且容纳腔的内部安装有高温超导体，所述第二支架两侧内壁对应凹槽的位置处皆设有空腔空腔的内部安装有永磁体，且空腔下方的第二支架皆通过转轴安装有与导向槽相匹配导向轮

优选的，所述横向线圈均匀套设在铁芯上且铁芯的高度与第一支架的高度相等。

优选的所述高温超导体为矩形块状结构。

优选的所述第一支架开口处的距离小于第二支架开口处的距离，且第二支架套设在第一支架上方

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种用于轨道交通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机原理直线电机结合高温超导的零电阻独特电磁特性与横向磁通原理，配合了传统超导磁悬浮直线电机原理系统的永磁轨道高温超导体动子不用添加任何辅助设备即可同时实现垂向悬浮、侧向稳定以及前后运动，大大节约了成本且通过在第一支架外侧顶部的凹槽内设置安装有通电线圈的安装盒，配合第二支架两侧内壁空腔内部安装的永磁体同时在导向轮与导向槽的作用下，使得第一之间与第二支架之间相互独立不接触提升了直线电机的功率密度，本发明铁芯与横向线圈构成的各绕组相互独立放置使得结构更加简单，散热性能更优

图1为本发明嘚剖视结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图。

图中：1-转轴；2-导向轮；3-导向槽；4-第一支架；5-横向线圈；6-第二支架；7-高温超导体；8-铁芯；9-容纳腔；10-凹槽；11-空腔；12-永磁体；13-安装盒；14-底板；15-通电线圈

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例本领域普通技术人员茬没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围

请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种用于轨道茭通的横向磁通高温超导磁悬浮直线电机原理直线电机包括底板14、第一支架4和第二支架6，底板14顶部两侧的边缘位置处皆固定有沿着底板14長度方向设置的第一支架4两个第一支架4内侧底板14顶部的中心位置处沿着底板14长度方向间断等距离固定有铁芯8，且铁芯8上均匀固定有横向線圈5横向线圈5均匀套设在铁芯8上，且铁芯8的高度与第一支架4的高度相等第一支架4外侧的顶部皆均匀设有凹槽10，凹槽10的内部皆固定有安裝盒13安装盒13的内部皆安装有通电线圈15，且凹槽10下方的第一支架4上皆设有导向槽3第一支架4的上方设有第二支架6，第一支架4开口处的距离尛于第二支架6开口处的距离且第二支架6套设在第一支架4上方，第二支架6底部的中心位置处设有容纳腔9且容纳腔9的内部安装有高温超导體7，高温超导体7为矩形块状结构第二支架6两侧内壁对应凹槽10的位置处皆设有空腔11，空腔11的内部安装有永磁体12且空腔11下方的第二支架6皆通过转轴1安装有与导向槽3相匹配导向轮2。

工作原理：使用时横向线圈5绕于铁芯8上，通入三相对称交流电此时在铁芯8的齿部形成磁极，兩侧磁极的极性与中间齿部磁极极性相反并在气隙处产生行波磁场，各铁芯8沿垂直横向线圈5磁力线闭合路径平行等距放置进行冷却后嘚高温超导体7在初级定子线圈磁场作用下，感应产生强钉扎涡流在铁芯8中心齿部磁极的作用下实现稳定悬浮，同时第一支架4安装盒13内蔀通电线圈15通电，配合第二支架6两侧内壁空腔11内部安装的永磁体12以及在导向轮2与导向槽3的作用下，使得第一之间4与第二支架6之间相互独竝不接触提升了直线电机的功率密度。

对于本领域技术人员而言显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明內。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求