基于数值分析的磁浮列车悬浮电磁铁电磁场分布研究

常导中低速磁浮列车采用被动导向控制,其悬浮电磁铁同时提供列车悬浮力和导向力。因此,在磁浮列车的设计中,对悬浮电磁铁磁场的分析非常重要。本文采用Ansoft有限元分析软件对中低速磁浮列车悬浮电磁铁电磁场进行了三维研究,并与二维计算进行了比较。计算结果表明,在电磁铁电流较小情况下,铁心和轨道发生饱和的局部区域较小,三维与二维计算结果接近;但当电磁铁电流较大时,两者计算结果相差较大,三维计算得到的悬浮电磁力值更接近实验值。     

电磁型磁浮列车导向方式研究

分析了U型悬浮电磁铁的安装方式，对悬浮模块的悬浮力、导向力及导向刚度进行了计算，最后论证了在中低速磁浮列车中宜采用具有连续结构的电磁铁。     

中低速磁悬浮列车导向能力分析

采用Ansoft有限元分析软件对悬浮电磁铁的磁场进行计算．对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁导向力进行了研究，得出电磁铁发生偏移后，磁力线的总体分布并没发生很大变化．只在气隙处发生了扭曲；列车在直道正常运行时并不受导向力作用的影响；在气隙和偏移值一定时．悬浮电磁铁产生的导向力和悬浮力之间的比值基本上不随线圈中电流的变化而变化，该研究对列车在运行过程中出现偏航、列车在弯道运行过程中的导向能力考核有实际意义。     

基于F型轨道轧制工艺下的磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁力计算

利用Ansoft软件中的Maxwell2D模块,以CMS03A磁悬浮列车为例,对基于轨道轧制工艺下的悬浮电磁铁电磁力进行计算,分析了悬浮电磁铁的电流、气隙、轧制半径及水平错位对悬浮力和导向力的影响,并将结果与传统结构进行了比较,得出磁通密度、悬浮力和导向力都小于传统结构的结论.     

低速磁浮列车曲线通过时电磁铁动态导向力分析

导向力的大小与低速磁浮列车的曲线通过能力密切相关,磁浮列车运行过程中,悬浮电磁铁要发生横移、摇头等运动,从而影响导向力的大小。文章以一电磁型低速磁浮列车的悬浮电磁铁为研究对象,首先推导出了悬浮电磁铁在曲线上的横向平衡位置,然后通过几何分析得出了电磁铁导向力与横向偏移量、摇头角以及两者同时存在情况下的动态变化关系,这些分析结果为以后的相关研究奠定了基础。     

轨道高低不平顺对磁浮车辆动力学性能的影响

根据悬浮电磁铁产生的悬浮力为分布力这一特性,建立了多力元模拟单悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆垂向动力学模型,利用SIMPACK多体动力学软件建立了单力元、三力元、五力元模拟单悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆动力学模型,分析比较了多力元模拟悬浮电磁铁线圈悬浮力和实际悬浮力之间的差异,并且在不同波长轨道高低不平顺激励下进行了仿真计算,利用计算结果分析了不同波长的轨道垂向激励对磁浮车辆系统动力学指标的影响规律,得到了磁浮车辆对不同波长的轨道垂向激励动力响应的基本规律,证明了单力元模拟悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆动力学模型在轨道短波激励仿真计算中的局限性。     

中低速磁浮列车用混合电磁铁设计分析

通过对永磁-电磁混合电磁铁的结构分析,提出一种新型的电磁铁结构并建立数学模型;在此基础上,应用三维有限元算法,对列车悬浮、起浮和防"吸死"3种工况进行计算。计算结果表明,由永磁磁体提供的悬浮力可满足列车额定载荷的零功率控制要求,控制系统最大反向电流,不会引起永磁磁体失磁,列车在起浮和防"吸死"间隙下所需电磁线圈的电流小于控制系统所能输出的电流最大值。     

单模块电磁铁静态悬浮特性研究

为了分析中低速磁浮列车的悬浮性能,文章将两组刚性连接的电磁铁模块视为一个整体模块建立动力学方程,以质心坐标描述单模块电磁铁的运动状态,并通过三维有限元分析和线性插值获得任意电流和悬浮间隙下的悬浮力,基于该动力学方程和三维有限元分析值建立电磁铁静态悬浮特性仿真模型;与传统的单点悬浮控制模型相比,文章所建模型更符合中低速磁浮列车悬浮电磁铁的实际工作情况,为后续悬浮控制系统的设计和控制参数的计算奠定了一定的基础.     

常导磁悬浮车悬浮电磁铁的电磁场分析

应用电磁场有限元分析方法对“青城山磁悬浮列车运营示范线”中的悬浮电磁铁的启动点与额定点的工况进行精确的计算,并对结果进行分析、比较。结果表明,电磁铁持续工作电流为35A是合理的;X向电磁力在车体转弯或电磁铁有故障时对车子导向有影响;钢轨的局部饱和区应进行结构优化设计。     

混合悬浮电磁铁结构优化设计

相比其他悬浮模式，混合悬浮具有节能环保、快速高效等优势，是未来悬浮模式发展的重要方向之一。文中提出一种优化的混合悬浮电磁铁结构，利用等效磁路法对电—磁关系进行推导，通过ANSYS仿真分析不同钢板尺寸下的电磁场变化，综合理论和仿真结果，对钢板结构提出改进方案，并通过仿真对结构尺寸进行优化设计；根据某型磁浮列车的悬浮力要求，通过三维仿真对永磁体厚度等参数进行优化设计；最后利用试验台进行悬浮力试验，对比仿真和试验结果。结果表明，改进后的电磁铁能减小漏磁，与传统结构相比悬浮力增大约15%；仿真结果与试验结果接近且根据实例设计的电磁铁能满足各工况悬浮能力的要求。     

中低速磁浮列车电磁铁滚动情况下的受力特性研究

列车在行驶过程中,由于轨道形变或列车机械结构等问题不可避免地会产生悬浮电磁铁滚动现象.采用有限元数值计算方法,利用ANSOFT软件,对中低速磁浮列车悬浮电磁铁发生滚动情况下的受力特性进行了研究.结果表明,电磁铁相对轨道发生滚动对其受力会产生重要影响,特别是列车在起浮瞬间影响会更大.     

中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感计算

采用传统磁路方法和有限元数值计算方法,对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感进行了研究,得到悬浮电磁铁电感随着悬浮气隙、电磁铁线圈电流和电磁铁滚动角度变化而动态变化,在悬浮供电电源和悬浮斩波器的设计中应重点考虑.     

电磁永磁混合悬浮系统的控制特性分析

研究电磁永磁混合悬浮系统的悬浮力计算方法,建立其数学模型,分析永久磁铁对模型参数的影响,并分别从混合悬浮系统的悬浮力、电气特性、控制性能3个角度研究永久磁铁对控制系统的影响,用于指导完成串级控制器的设计与参数选取,实现了单磁悬浮架混合悬浮系统的稳定化控制。     

车辆电磁制动方案刍议

结合机车车辆制动系统的运行情况,对电磁制动系统进行了初步探讨.提出了两种电磁制动方案:单电磁铁失电制动和双电磁铁得电制动.方案能够初步解决电磁制动系统中的一些技术难点,如减轻闸瓦间隙消除过程中闸瓦与车轮间的机械碰撞、电磁力的计算与控制、制动力的放大与传递等.     

日本高速列车先进技术的近期研究与发展(待续)

全面介绍了日本新干线高速列车和既有线提速列车两大领域技术发展和最新研究进展,着重阐述车辆动力学的研究与技术应用,包括计算机动态仿真、滚动振动试验台、转向架设计、车轮踏面形状、列车空气动力学、主动悬挂、曲线提速及车体倾摆技术与主动导向等。     

基于M3车辆悬浮架结构方案的曲线通过能力研究

为实现城市磁浮快捷交通工程化,提高功率因数和效率,降低建造成本,文章对美国磁动力公司提出的M3中低速直线同步驱动永磁悬浮与导向的单悬浮架车辆系统的走行机构方案的曲线通过能力进行分析,特别对两侧悬浮电磁铁在通过曲线引起的间距缩短问题和在小曲线上的悬浮力分量用于导向的能力问题进行研究,并提出针对性结构改进意见。     

基于MATLAB软件的动车组转向架悬挂系统半主动控制仿真分析

基于CRH2高速动车组转向架悬挂系统结构,对列车垂直、水平两个方向建立动力学模型。利用模糊控制理论,对影响车辆运行平稳性的沉浮、点头、横移、侧滚及摇头等刚体振动进行控制策略分析。根据半主动控制系统的特性要求,提出采用磁流变阻尼替换原有油液阻尼,达到降低车体各个方向的振动加速度从而提升车体稳定性的目的。以中国干线铁路轨道功率谱密度为轨面激励发生基础,联合MATLAB软件中的Simulink模块进行整车性能仿真研究。仿真结果显示,该半主动控制悬挂系统能够较好地抑制两个方向的5种振动模式,对于改善车辆运行平稳性、降低转向架所受冲击力有良好的作用,在设计上可使用半主动控制的磁流变悬挂系统代替传统铁道车辆被动悬挂控制。     

国外铁路客车设计理念的变革与创新

本文叙述了国外铁路客车设计理念的变革与创新，主要介绍了RAMS与LCC技术及其在车辆上的应用：产品设计由以企业生产为导向，发展为以系统集成为导向；从功能设计拓展到RAMS与LCC工程设计；从设计“车辆产品”延伸至设计“车辆服务”。