中低速磁浮车辆悬浮系统吸力、电流与能耗研究

中低速磁浮车辆是新型城市交通车辆,列车具有转弯半径小、爬坡性能强、运行平稳等特点[1]。磁浮车辆设计时,由于没有轮轨作为支撑,车辆重量全部由悬浮系统支撑,对于悬浮系统悬浮力和能耗的校核尤为关键。基于此,根据中车长客股份公司生产的中低速磁浮列车悬浮控制系统与轨道的配置状态,校核悬浮力、悬浮电流、列车重量的匹配关系,同时根据车重与悬浮电流反推关系式,计算悬浮能耗与重量关系,为中低速磁浮列车悬浮系统设计和悬浮能耗计算提供设计依据。

几种电流变悬浮介质材料的应用性能考察

提出了从材料保护和摩擦学角度出发对电流变 (ER)悬浮介质材料的应用性能进行系统分析与考察的必要性。系统考察了几种ER悬浮介质材料 (氯化石蜡油、硅油、液体石蜡油、蓖麻油 )及自行研制的保护氯化石蜡油的锈蚀性、水解安定性及其热稳定性、摩擦学性能 ,其数据可为ER材料的工程应用借鉴。

中点注入式无轴承永磁同步电机磁悬浮力建模

以中点注入式无轴承永磁同步电机为对象,为解决中点电流单边注入(MPCI)法的可控磁悬浮力有限问题,提出了一种中点电流双边注入法解决方案。先分析了中点注入式无轴承永磁电机的单绕组结构及其磁悬浮力的产生原理,然后基于麦克斯韦张量法,建立了基于中点电流双边注入的径向磁悬浮力数学模型;最后采用FEM法进行了磁悬浮力模型的验证分析。FEM分析结果表明,磁悬浮力模型计算结果与FEM分析结果基本一致;可控磁悬浮力与磁悬浮电流之间,以及不可控磁悬浮力与转子偏心位移之间,基本呈线性关系;与MPCI法相比,采用双边磁悬浮电流注入法时,可获得约2倍的可控磁悬浮力。FEM仿真结果验证了磁悬浮力模型的正确性,以及中点电流双边注入方法的优势。

FMP效应与电流变悬浮液在流动场中俘获效应的耦合作用

通过FMP理论对我们实验中的俘获效应加以研究,可得知此过程中粒子的成链结构、粒子倾向(引起堆积形式变化的趋势)以及链状网络结构强度和有限的介电响应时间等信息.给出了电流变响应过程的一般动力学控制方程以及链崩溃时临界的剪切应力值(压力梯度值),及俘获粒子过程中有关结构弛豫时间的求法.

一种磁悬浮直线开关磁阻电机悬浮模块设计与分析

磁悬浮直线开关磁阻电机继承了直线开关磁阻电机的优点,结合有效的悬浮设计方案,在磁悬浮运输系统中具有一定的应用潜力。研究了磁悬浮直线开关磁阻电机的悬浮模块及其改进结构,分析磁场分布和磁路模型,在此基础上,利用有限元软件进行仿真,通过结果分析发现所提出结构具有天然解耦的结构特点,可以实现悬浮力控制和推力控制解耦以及悬浮力控制与动子前进位置解耦,通过线性调节悬浮电流即可线性控制悬浮力,使悬浮电流控制为标量控制,大大降低了悬浮控制系统的复杂性。此外,改进结构可以有效提高悬浮电流利用率,减小悬浮绕组损耗。

基于格子Boltzmann方法的电流变液动力学建模及数值模拟

电流变悬浮液内部结构对外电场的快速响应发生在指定的控制空间中,在这一特指的时间和空间尺度上电流变悬浮液的物理行为特征主要为剪切速率低和流动阻尼大,即Mach和Reynolds数一般不大,可以视为微尺度流动来加以研究。针对这一流动特征,基于介观动理论的格子Boltzmann方法,建立了电流变悬浮液两相流动的离散颗粒运动模型,通过该模型进行了动力学模拟,结果表明,该模型解决了分子动力学模型难以描述的因颗粒运动造成局部流场流变特性改变的难题,以及该流场双向耦合过程中对颗粒运动的影响。

空气弹簧分组方式对磁浮列车电磁悬浮力分布均匀性的影响

为了研究空气弹簧分组方式对磁浮列车电磁悬浮力分布均匀性的影响,文章以四点称重和三点称重两种分组方式为例,对比分析了库内静态悬浮、平直道运行和曲线道运行等工况下的悬浮电流。分析结果显示,三点称重分组方式下,磁浮列车空气弹簧的压力均衡性和电磁悬浮力分布均匀性更好。

无轴承永磁同步电机电磁特性仿真研究

系统阐述了无轴承永磁同步电机的基本原理和工作特性,分析了转子永磁体、牵引电流激励、悬浮电流激励相互耦合激励下输出牵引转矩、x轴及y轴悬浮力随初始角度的变化特性曲线,研究了x轴及y轴方向不同偏心距下单边磁拉力的变化规律,并通过有限元仿真进行验证。结果表明:y轴方向偏心后会造成y轴方向的单边磁拉力周期平均值增加,以及x轴、y轴方向的动态振幅波动值的增加。随着y轴方向偏心距离的增加,y轴方向偏移的单边磁拉力平均值及振幅呈线性增加趋势,x轴方向偏移的单边磁拉力平均值近似为0,振幅呈线性增加趋势。转子永磁体、牵引及悬浮绕组电流共同耦合激励将产生旋转牵引力、x轴及y轴方向悬浮力,只要针对x、y轴所处位置所产生的悬浮力进行反向补偿,使电机转子在x、y轴方向的合成作用力为0,就可以保证电机旋转过程中转子在不偏心状态下运行。

在环形磁约束装置中边缘—等离子体涨落的频谱经验相似性

本文比较了在不同聚变装置（托卡马克和仿星器）的等离子体边缘测量的离子饱和电流、悬浮电位及湍流输运的涨落的频谱。所有的谱表明，在我们研究的全频范围内，行为特征相同，这一现象支持等离子体湍流或湍流输运的共性。获得的结果是边缘－等离子体湍流向临界态演变的说明，这一过程不依赖于装置尺寸和等离子体特性。

Synthesis and characterization of FeAl nanoparticles by flow-levitation method

The synthesis of high purity intermetallic FeAI nanoparticles using the flow-levitation （FL） method was reported. Iron and aluminium droplets were levitated stably at about 2 230℃. The morphology, clystal structure and chemical composition of FeAI nanoparticles were investigated by transmission electron microscopy （TEM）, high-resolution TEM, X-ray diffraction and energy dispersive spectrometry. The results show that the average particle size of these nanoparticles is about 34.5 nm. Measurements of the d-spacing from X-ray diffraction and electron diffraction studies confirm that the intermetallic nanoparticles have the same crystal structure （B2） as the bulk FeA1. A thin oxidation coating is formed around the particles when being exposed to air. Based on the XPS measurements, the surface coating of the FeAI nanoparticles is composed of Fe2O3 and FeAl2O4. Besides, hysteresis curve reveals that saturation magnetization （Ms） of FeA1 is 1.66 A/m2, and the coercivity is about 1.214×10^3 A/re.