[发明专利]高温超导磁浮系统直线平移动态性能测试装置及测量方法

说明书

本发明公开高温超导磁浮系统直线平移动态性能测试装置及测量方法，其包括底座、水平滑台模组、垂直滑台模组、三轴力传感器、低温杜瓦和永磁轨道；所述水平滑台模组设于底座上，所述永磁轨道连接于水平滑台模组上并由水平滑台模组带动做直线平移往返运动；所述低温杜瓦设于永磁轨道的上方，低温杜瓦的底部固定有高温超导块，所述低温杜瓦的顶部通过三轴力传感器与垂直滑台模组连接，所述垂直滑台模组带动低温杜瓦做垂直运动。本发明通过直线平移往返运动，实现了系统连续动态运行，同时解决了永磁轨道线路长度有限及圆环形永磁轨道线路带来的轨道曲率偏差，使测量结果更加接近系统实际运行状况下的动态特性。

技术领域

本发明涉及高温超导磁浮系统动态性能测试领域，尤其涉及一种高温超导磁浮系统直线平移动态性能测试装置及测量方法。

背景技术

在高温超导磁浮系统的动态性能测量中，受永磁轨道长度及场地的限制，常采用以曲代直的方法，使用圆环形永磁轨道转盘替代直线永磁轨道，在环形永磁轨道上方设置低温杜瓦，通过转盘的转动，间接模拟低温杜瓦在永磁轨道上的连续动态运行。由于圆环形永磁轨道具有一定的曲率，与实际永磁轨道存在差异，使基于转盘系统的动态性能测量结果不能真实反应系统实际直线平移下的磁浮性能。

发明内容

本发明基于现有技术的不足，提出一种高温超导磁浮系统直线平移动态性能测试装置及测量方法，在测试轨道长度有限条件下，实现系统连续动态运行效果的模拟，使测量结果更加接近实际系统的动态磁浮特性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

高温超导磁浮系统直线平移动态性能测试装置，其包括底座、水平滑台模组、垂直滑台模组、三轴力传感器、低温杜瓦和永磁轨道；

所述水平滑台模组设于底座上，所述永磁轨道连接于水平滑台模组上并由水平滑台模组带动做直线平移往返运动；

所述低温杜瓦设于永磁轨道的上方，低温杜瓦的底部固定有高温超导块，所述低温杜瓦的顶部通过三轴力传感器与垂直滑台模组连接，所述垂直滑台模组带动低温杜瓦做垂直运动从而改变低温杜瓦与永磁轨道间的悬浮间隙。

进一步的，所述水平滑台模组为机械滑台、高温超导磁浮滑台、常导磁浮滑台、永磁磁浮滑台、气浮滑台中的单一结构或任意二种及以上的组合结构。

进一步的，所述水平滑台模组为机械滑台，该机械滑台包括水平驱动电机、水平滑台支撑座、水平丝杆和水平滑块；所述水平滑块沿水平方向滑动连接于水平滑台支撑座上，所述水平丝杆的两端转动连接于水平滑台支撑座的两端，且水平丝杆的一端与水平驱动电机传动连接，所述水平丝杆与水平滑块底部的螺母座传动连接，所述的永磁轨道通过基底固定在水平滑块上，通过水平驱动电机控制永磁轨道的水平运动速度与行程。

进一步的，所述垂直滑台模组包括垂直支柱、垂直移动横梁、垂直丝杆、二级换向器、横向丝杆、一级转向器和垂直驱动电机；所述低温杜瓦的顶部依次连接“Ⅱ”形连接件、三轴力传感器和垂直移动横梁；所述垂直移动横梁沿竖直方向滑动连接于垂直支柱上，所述垂直驱动电机依次通过一级转向器、横向丝杆、二级转向器、垂直丝杆控制垂直移动横梁的垂直运动。

进一步的，所述低温杜瓦通过注入液氮、低压处理或制冷机制冷的单一方法或任意二种及以上的组合方法，对高温超导块进行制冷。

进一步的，所述高温超导块为ReBaCuO（Re为稀土元素）的块材、带材堆叠或线圈的单一结构或任意二种及以上的组合结构。

进一步的，所述永磁轨道为永磁体、电磁体或超导线圈磁体的单一结构或任意二种及以上的组合结构。

进一步的，所述永磁轨道采用永磁体沿横向按Halbach阵列结构进行排列。

本发明高温超导磁浮系统直线平移动态性能测试装置的测量方法，所述的测量方法步骤包括：

1）使低温杜瓦正对永磁轨道，通过垂直滑台模组移动低温杜瓦至设置的初始冷却高度；