中速磁浮无铁心永磁直线同步电机的结构优化

中速磁浮列车采用单边长初级无铁心永磁直线同步电机(IPMLSM)作为牵引电机,因为这种电机具有结构简单、运行平稳、无轮轨摩擦以及法向吸引力接近于0等优点,但是由于该电机定子无铁心,导致其推力密度较小,且永磁材料使用过多及定子绕组沿轨道长距离铺设,使电机效率进一步降低。为了提高电机性能,在IPMLSM基本结构的基础上,提出一种新型永磁体装配结构,可提升电机推力密度;并根据长定子IPMLSM绕组的特点,优化绕组导体截面,获得适用于中速磁浮列车IPMLSM定子绕组导体的宽与高之比,进一步提升电机的推力密度。最后,制作IPMLSM小型样机实验装置,对比实验结果验证了所提改进结构的优越性。

基于车桥耦合的磁浮轨道梁中速适应性研究

研究目的:为探讨25 m跨长沙既有磁浮简支梁桥与梁上承轨简支梁桥两种轨道梁结构的中速适应性,基于有限元原理建立两种磁浮轨道梁的有限元动力分析模型,对其自振特性进行分析;基于多体动力学理论,建立了具有120个自由度的中低速磁浮车辆动力学模型;考虑PID悬浮主动控制下的悬浮控制力,建立了完善的磁浮列车-轨道梁-控制器耦合模型。依据该耦合模型进一步开展了车辆提速后两种不同轨道梁形式下的车桥耦合振动响应研究。研究结论:(1)梁上承轨简支梁桥相对于长沙既有磁浮简支梁桥具有更优的动力学性能;(2) F轨垂向位移、桥梁跨中垂向位移及加速度值相对减小幅度分别约为57. 25%、61. 26%及70. 59%;(3)车体垂向加速度与电磁悬浮力减小幅度最高分别可达25. 53%及10. 93%;(4)本研究结果可供中速磁浮桥梁结构设计参考。

考虑多约束条件的磁浮列车节能型永磁电磁磁铁优化设计

为降低悬浮能耗,在不改变中低速磁浮列车F型轨道结构和车辆结构前提下,提出一种适合工程应用要求的全尺寸永磁电磁混合磁铁的结构优化设计方法。给出一种永磁体安装于铁心一侧、永磁体极面积可调整的混合悬浮磁铁方案。根据混合磁铁电磁力的非线性模型,分析承载能力与永磁体的厚度、极面积、最大磁能积以及电磁线圈安匝数的约束关系,提出基于有约束的非线性规划策略的混合磁铁的结构优化设计方法。单转向架试验表明,该新型混合磁铁与常规电磁铁的悬浮能力相当,悬浮功耗显著降低。

锂离子电池在中低速磁浮列车上的应用

通过对铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池的对比分析,提出了采用新型磷酸铁锂锂离子电池作为中低速磁浮列车悬浮系统电池的方案,并通过了相关测试及试验验证。

中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输

分析了中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输的衰减、延时以及易受干扰等问题,并提出了解决方案。建立了信号传输系统的简化模型,并按照阻抗匹配原则确定了主要器件参数,防止信号长线缆传输时出现衰减畸变;分析了悬浮系统动态响应允许的传感器信号最大延时,设计并实施了基于振动台的对比测试;针对信号传输电磁环境特点,设计了滤波电路以及屏蔽和接地方案,通过了射频辐射感应抗扰度和脉冲群抗扰度测试。结果表明,悬浮系统动态特性不受信号串行通信延时的影响,所提出的解决方案能实现准确、及时、可靠的信号传输。

中低速磁悬浮列车信号系统

主要介绍了适用于中低速磁悬浮列车的信号系统的构成、工作原理和功能。该信号系统采用一体化的设计思想,集自动闭塞、计算机联锁控制和列车控制与防护功能于一身,暂不设置列车自动监控(ATS)和列车自动运行(ATO)子系统。列车自动监控(ATS)的基本功能由联锁工作机代替,列车驾驶采用人工驾驶模式。经过3年多的运用表明该系统的开发是成功的。

磁浮车用SRI1R160B—2型空气弹簧的计算分析及试验研究

计算和分析了中低速磁浮列车用SRI1R160B—2型空气弹簧帘线角度、附加气室容积和节流孔直径等参数对其性能的影响,并通过试验验证了仿真及理论计算的正确性。

中低速磁浮列车间隙传感器的电磁兼容设计

分析了传感器可能受到的电磁干扰类型,在结构和电路上,分别针对抑制静电、脉冲群和浪涌干扰的不同特点,提出了涂敷导电酯或加入导电弹性衬垫、安装铁氧体磁环、并联X电容、采用瞬变干扰吸收器件进行钳位吸收等措施。测试结果表明:各种干扰基本被控制,符合设计要求。

EMS型磁浮列车模块的基于逆系统的解耦控制

针对EMS型中低速磁浮列车的模块内部两个悬浮端点之间的耦合问题,本文采用基于逆系统的解耦方法,把悬浮模块系统解耦为两个独立的单输入单输出线性系统,并用线性系统理论的状态反馈方法为这两个线性系统配置极点,使它们按照预期的性能指标稳定。最后对整个控制系统进行了仿真研究和实验研究。仿真和实验结果表明,本文设计的解耦控制器能很好的抑制模块内部的耦合,能提高模块的悬浮控制性能。

基于工控机的常导中低速磁悬浮列车机械制动控制系统

对正在改型的常导中低速磁悬浮列车的机械制动系统进行了介绍和分析,建立了机械制动系统的模型,介绍了计算机制动控制的工作原理、系统组成以及控制系统的硬件配置和软件流程等。在工控机的控制下,实现对磁悬浮列车机械制动系统的自动控制和实时监测。

中低速磁浮列车动载荷及动应力测试研究

简要介绍了中低速磁浮列车及其关键部位的动载荷、动应力的测试及其结果,通过分析测试结果,确认其结构设计满足中低速磁浮列车安全运行的要求。

中低速磁浮列车上坡牵引策略优化

在建立中低速磁浮列车牵引计算模型的基础上,提出了一种新的上坡牵引策略,该策略相比于传统牵引策略有节时节能的优点。重点分析了该策略节能原理,并以工程实例进行了仿真验证。结果表明:以路段的惰行速度下限为列车到达坡顶的速度,比其他到达坡顶的速度更节时节能。

中低速磁悬浮列车空心电抗器设计与研究

介绍中低速磁悬浮列车空心电抗器的研制过程,描述空心电抗器的技术要求,重点分析电抗器的电感计算、机械结构设计、温升及屏蔽板计算。运用了ANSOFT有限元软件对电抗器电磁场进行模拟分析,以达到国际非电离辐射标准要求。

长定子直线同步电机的牵引性能计算

长定子直线同步电机(LSM)是中速磁悬浮列车的关键部件,其牵引能力的计算很重要。本文基于考虑馈电电缆的长定子LSM等效电路建立了牵引特性计算模型,等效电路的参数通过集中参数公式或有限元进行计算。基于Matlab编制了仿真软件,考虑供电模式、牵引电源限制与变压器变比等条件,计算了LSM在系统单端与双端供电模式下的最大牵引能力,包括电机的推力、加速度、电压与电流特性,对比分析了供电方式对LSM性能的影响。仿真结果能够为该类磁悬浮列车长定子LSM的设计提供帮助。