中低速磁悬浮列车用混合电磁铁磁场与电磁力分析

描述了一种中低速磁悬浮列车用永磁和电励磁混合悬浮电磁铁结构形式,并利用二维和三维有限元数值方法,分析了满载8 mm气隙额定悬浮、满载18 mm气隙起浮、满载10 mm悬浮和空载3 mm气隙防吸死4种典型工况下悬浮电磁铁的电磁特性。通过计算分析指出,采用新型混合悬浮电磁铁是可行的;与传统纯电励磁方式相比,在小气隙防吸死工况下,其漏磁与大气隙下一样严重。     

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.     

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。     

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。     

磁悬浮列车U型悬浮电磁铁电磁力的数值计算与分析

应用电磁场分析软件对常导磁悬浮列车U型悬浮电磁铁的各种电磁力进行数值计算，分析悬浮电磁铁的气隙，水平错位及侧滚角对悬浮力，导向力，侧滚力矩的影响，并将结果与解析计算进行比较，所求得的电磁铁受力结构能为悬浮控制系统和导向控制系统的设计提供准确的设计参数，为磁悬浮转向架抗侧滚梁的优化设计提供可靠的数据。     

中低速磁浮列车悬浮控制系统研究

悬浮系统的控制精度影响中低速磁浮列车稳定性、悬浮能力、电磁铁电流。文章通过对悬浮系统控制原理和控制策略的分析,提出了中低速磁浮列车悬浮控制系统可行的结构和关键系统参数,并给出研究性试验结果。     

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。     

高温超导混合悬浮系统与常导悬浮系统的功耗分析

为减小悬浮能耗，增大悬浮气隙，研究由高温超导线圈和常导线圈组成的高温超导混合悬浮系统，并与常导悬浮系统作功耗比较。设计了由高温超导线圈与常导线圈构成的混合悬浮系统，建立悬浮系统的数学模型。研制适用于高温超导混合悬浮系统的四象限斩波器以及基于数字信号处理器的数字控制器，实现悬浮系统的稳定悬浮。实验数据表明：在8，13，18mm悬浮气隙下，常导悬浮对应的线圈电流分别为8．6，15．8和19．5A，而高温超导混合悬浮对应的常导线圈电流分别是0．3，0．4和0．9A，说明高温超导混合悬浮系统中线圈的功率比常导悬浮系统要小很多。因此，与传统的常导悬浮系统相比，高温超导混合悬浮系统能大大节省悬浮功耗，可以实现更大气隙的稳定悬浮。     

高速常导磁悬浮车辆对轨道平顺性要求的探讨

该文从常异磁悬浮车辆转向架在轨道不平顺激扰下的振动分析入手，分析了悬浮电磁铁悬浮气隙的变化特征。分析结果认为，常导磁悬浮车辆悬浮电磁铁吸力的调整范围有限，对轨道状态的跟随性较差，因此，必须对轨道梁的不平顺幅度和动态挠度进行非常严格的限制,睹能保证高速运行状态下悬浮电磁铁不与长定子铁芯相撞，实现车辆的安全运行。迭加的综合轨道不平顺的最大限值就是名义悬浮气隙（即8mm-10mm)，分析结论可为制定轨道梁的施工和养护维修的平顺性标准提供必要的参考。     

磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场三维有限元分析

首先以中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场分析为例,介绍有限元分析软件ANSYS进行三维静磁场分析的基本过程,然后介绍ANSYS在国防科学技术大学的磁悬浮列车(CMS-3型)悬浮电磁铁静磁场三维分析中的应用,为今后该悬浮电磁铁的改进设计提供分析数据和理论依据。     

考虑轨道台阶干扰的磁悬浮系统动态特性分析

针对1.5千米中低速磁浮试验线上轨道台阶引发列车激烈振动的现象,建立磁浮列车单模块的两点悬浮控制模型,运用状态反馈控制算法,对磁浮列车以不同速度经过不同轨道台阶时的轨道状态、悬浮状态和悬浮特性进行比较分析,仿真结果与试验现象吻合,从而验证了该模型的准确性。     

基于LSTM神经网络的地铁变压器绕组温度预测

传统的地铁状态监测系统仅能反映变压器绕组当前的温度状态及其历史温度趋势,当绕组温度超过阈值时系统报警,但不能对绕组未来的温度变化进行预测。绕组温度受设备运行功率和环境温度等多重因素影响,其变化呈现非线性和周期性,传统预测方法精度难以提升。本文基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)算法预测变压器绕组温度,选取绕组温度、环境温度、运行功率、运行电流作为输入变量,收集变压器历史状态数据构成训练数据进行离线训练,通过训练完成的绕组温度预测模型反映多重影响因素与绕组温度的变化关系。最后将算法应用于某地铁站动力变压器,收集样本数据进行训练得到温度预测模型,将测试数据输入模型中,计算绕组温度真实值和预测值之间的相对温差,分析验证算法可行性与模型准确度。结果表明：LSTM算法面对大数据量样本可充分挖掘多重影响因素与绕组温度之间的深层关系,温度预测模型可准确预测绕组温度的变化。     

屏蔽门用AU1878L-241型电磁铁延长寿命方案分析

针对地铁站台屏蔽门系统中的AU1878L-241型电磁铁工作寿命无法满足预期要求这一问题,建立该电磁铁装置的改进结构,并利用有限元法对电磁铁装置进行分析,得到其工作应力及变形,理论上验证了改进方案的可行性.对该电磁铁装置进行摩擦磨损试验,结果表明该改进方案使电磁铁装置的摩擦磨损明显减少,有效的提高了其使用寿命.     

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。     

高速磁悬浮列车转向能力研究

分析了影响列车转向能力的3个主要因素:导向电磁铁长度、摆杆的摆动范围与拉力、相邻转向架对搭接电磁铁的挤压与拉伸,并提出了保持列车摆式结构不变、取消车辆搭接电磁铁、适当减小转向架和导向电磁铁长度的改进方案,使改进后的高速磁悬浮列车能满足较小转弯半径的要求.     

磁悬浮系统的两种非线性自抗扰控制方法对比研究

以单磁铁悬浮系统为研究对象,运用自抗扰控制技术,设计两种非线性悬浮控制算法,给出一些参数整定规律。仿真结果表明,非线性PID算法和模型补偿自抗扰算法都具有快速、无超调和无静差的优点,但后者对系统内外的大扰动和模型的不确定性表现出更强的鲁棒性和适应性。     

典型故障下自耦变压器分裂式绕组的频率响应特征

基于搭建的自耦变压器分裂式绕组故障模拟试验平台,在各独立绕组上模拟短路和轴向移位2种典型故障,测试无故障、典型故障下分裂式绕组的整体频率响应和各独立绕组的频率响应;计算特征频带内故障时相对于无故障时频率响应频率和幅值的偏移量,并模拟分析绕组故障下电气参数,探究频率响应特征及其变化机理。结果表明:在0~100 kHz低频段,整体频率响应幅值随短路故障程度的增加而增大,但轴向移位不变;在90~110 kHz特征频段内,整体频率响应第1波峰幅值偏移量在S1,C,S2绕组短路时依次增大,频率偏移量均增大;第2波谷幅值偏移量在S2绕组移位下增大,S1绕组移位下基本不变,C绕组移位下减小,频率偏移量在S1和S2绕组移位下基本不变,C绕组移位下增大;短路故障下纵向等值电容和自感均减小,导致中频段整体频率响应幅值减小;S2绕组移位时对地电容增大,导致第2波谷幅值偏移量最大。     

五悬浮架迫导向机构曲线通过研究

文章以中低速磁浮列车五悬浮架为例,以提高列车曲线通过时迫导向机构适应性、减小迫导向机构受力及空气弹簧水平偏移量为目的,研究列车静止悬浮或低速运行(小于5 km/h)时,悬浮电磁铁处于F轨最佳契合位置、空气弹簧水平偏移量最小所确定的理想平衡状态,滑台横向位移随曲线半径变化关系,得出通过不同曲线时滑台水平偏移量、迫导向机构结构尺寸及转臂转角的一般计算公式,并对典型案例进行计算分析,优化得出相对合理的迫导向机构结构尺寸以提高悬浮架曲线通过性能。