[发明专利]轮轨磁悬浮通用技术

说明书

技术领域

地面轨道交通技术领域，具体主要包括了轮轨磁悬浮两用轨道、电磁轨道、电磁道岔、悬浮导向技术以及配合使用的列车。

背景技术

目前设计的磁悬浮运输系统主要分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。

电磁悬浮系统(EMS)是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。

电力悬浮系统(EDS)将磁铁使用在运动的机车上以在感应导轨上产生电流。由于机车和感应导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑，这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术支持下得到了发展。

磁悬浮技术与传统的轮轨技术相比优势在于速度更快，而与飞机相比优势则在于无排放、节能环保。由于有效载荷大，根据德国专家的测算，磁悬浮技术的能耗仅是小汽车的1/3，飞机的1/5。

就目前已有的磁悬浮技术，其缺陷主要在于：一、磁悬浮其轨道和车辆不能与轮轨运输系统相互兼容，不同的磁悬浮技术彼此之间也不能相互兼容，这就使得它们只能适用于点对点的直通客流，难以形成完善的运输路网系统。二、磁悬浮线路道岔结构庞大而复杂，可靠性不能保证。轮轨铁路通过钢轨道岔实现列车的转辙。磁悬浮列车的轨道由钢梁或混凝土梁构成，道岔只能移动整梁，实践中用8台液压千斤顶，以约50吨的转辙力使数百吨重的梁移动数米行程，而且转辙后锁定困难，可靠性差。而运输组织必须要采用大量道岔，构成磁浮线路的高架桥梁又大约是普通路基的4-5倍，因而工程造价高。

从1825年第一条轮轨铁路出现到此时的180多年里，大部分国家都在不断修筑轮轨轨道、桥梁、隧道、火车站等设施，基本形成了完整的地面轮轨交通系统，假若以目前的磁悬浮技术来建造相同里程的交通系统进行替换升级，需要占用耗费大量的土地，所需要的建设时间也将更长，而且在经济成本上也极不合算。实际上轮轨、磁悬浮技术也是各有优缺。

发明内容

本发明的目的主要在于解决上述问题，提供能与轮轨轨道相互兼容的通用高速轨道和车辆，具体主要包括了轮轨磁悬浮两用轨道、电磁轨道、电磁道岔、悬浮导向技术以及配合使用的列车。

本发明的技术解决方法如下：

一种轮轨轨道，其特征在于，在轮轨轨道中铺设有两条相互平行的钢轨，在两条钢轨的外侧设置有侧轨，侧轨的内壁与钢轨基本保持平行，侧轨的高度大于钢轨的高度；

直线电机的长定子绕组被安装固定在侧轨上并与钢轨基本保持平行，长定子绕组处于两条钢轨共同所在的平面之上。

一种轮轨磁悬浮两用轨道，其特征在于，悬浮轨道铺设安装于两条钢轨的外侧或/和两条钢轨之间，悬浮轨道与钢轨之间保持一定的间隔距离，悬浮轨道和钢轨均基本保持相互平行，悬浮轨道所产生的磁场基本垂直于地面；

所述悬浮轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道；

d.由永磁体构成的永磁轨道。

一种轮轨磁悬浮两用轨道，其特征在于，长定子绕组饶在铁磁性轨道内部，铁磁性轨道为如钢、铁、镍、钴或其合金材料，长定子绕组与铁磁性轨道共同构成悬浮驱动轨道；

悬浮驱动轨道被安装固定于两条侧轨上，悬浮驱动轨道处于两条钢轨共同所在的平面之上，悬浮驱动轨道和钢轨均基本保持相互平行。

上述轮轨磁悬浮两用轨道，其特征进一步在于，安装在侧轨上的导向轨道与钢轨基本保持平行，导向轨道处于两条钢轨共同所在的平面之上，导向轨道所产生的磁场基本平行于地面；

所述导向轨道包括：

a.由铝板排列而成的感应轨道；

b.由无源闭合导体线圈排列而成的感应轨道；

c.由电线饶圈排列而成的电磁轨道。