Prewitt霍尔磁梯度张量系统结构设计

为实现高速磁浮轨道长定子行波主漏磁场小空间、mT量级磁梯度张量的准确测量,将图像边缘检测领域的Prewitt梯度算子进行实例化,设计了一种由8只霍尔磁敏传感器构成的小体积、低成本的磁梯度张量测量结构。通过空间冗余的手段,克服了霍尔磁敏传感器零点偏移大,灵敏度一致性差的特点,也为传统磁梯度张量测量系统传感器的空间布局提供了一种新的思路。实验结果表明,相对传统十字形、正方形结构,Prewitt结构可将多传感器上述两种参数不一致导致的测量误差分别减小至原来的-10.4%和58.1%,有效降低了测量系统对传感器参数一致性的要求,避免了复杂高成本的三轴传感器标定与误差校正环节。

高速磁浮列车长定子轨道几种故障情况的分析

与轮轨交通不同,高速磁浮列车轨道是一种同步直线电机的长定子,其因长距离露天铺设,有可能会出现定子电缆下挂、定子电缆绝缘层破损、铁芯环氧层老化破裂以及定子段间大错牙等故障情况,这些故障将直接影响列车的安全高效运行。为了实现上述故障的快速检测,以磁场为研究对象,对高速磁浮长定子电机及其轨道进行建模,仿真分析上述故障情况下的行波磁场,探讨主漏磁场与故障之间的规律,其中电缆下挂和铁芯环氧层老化破裂故障对应行波磁场的减弱,极端情况下减弱程度为25%;绕组绝缘层破损造成三相短路故障对应行波磁场强度增大近5倍,5和7次谐波也更加明显;轨道不同方向错牙故障对应行波磁场幅值的不同大小变化,当上下偏移3 mm时,变化程度约为10%,这些规律为后续的轨道故障检测工作提供理论依据。