高速磁浮列车电磁兼容技术工程化应用研究

通过高速磁浮列车电磁兼容技术系统策略的研究,针对高速常导磁悬浮列车电气系统设计、整车结构布局、电气线路敷设及电气装置电磁兼容特性分析,基于车辆工序过程及作业单元,充分细化和分解技术标准和要求,明确高速磁浮车辆电磁兼容技术的工程化应用方法及措施。     

中低速磁浮列车牵引特性分析和计算

磁浮列车牵引特性具有特殊性,直线电机法向力会影响悬浮稳定性。文章对中低速磁浮列车牵引特性进行了分析和计算,并综合了两种情况确定了牵引电机的额定输出功率。     

常导型高速磁悬浮列车中悬浮电磁铁的程序化优化设计

常导型高速磁悬浮列车中的悬浮电磁铁同时承担着悬浮、推进、发电等多项任务,其几何参数直接影响到列车电磁系统的性能。在对悬浮电磁铁进行优化设计时,需要综合考虑直线同步电机和直线发电机这2个子系统的性能。为此引入全局化的目标函数对系统的总体性能进行控制,并以有限元分析和计算作为基础,采用程序化优化设计方法对悬浮电磁铁的几何参数进行自动调整,经过多次迭代计算可得到优化设计的结果。     

高速磁浮车辆工程化制造技术研究

高速磁浮车辆是整个高速磁浮交通系统的核心部件之一,针对高速常导磁悬浮样车特性进行深入分析,结合高速磁浮原理样车试制,论述了高速磁浮列车工程化制造技术研究阶段性成果。     

常导中低速磁悬浮列车受流方式选择及受流器结构设计

对常导中低速磁浮列车的3种受流方式进行了分析比较,得出侧向受流方式是优选方案。提出一种新型的常导中低速磁浮列车侧向受流器设计方案,并分析了它的结构原理。     

几种典型轨道交通运行控制系统的比较研究

为了更好的实现运行控制系统在轨道交通中的运行指挥控制及安全防护功能,从几种典型的轨道交通模式出发,对比研究其运行控制系统的结构及功能构成.首先分析轮轨列车和高速磁浮列车的基本技术特征,不同的技术特征使得其相应的运行控制系统各具特点.然后阐述了城市轨道交通、轮轨高速铁路和德、日高速磁浮列车运行控制系统的发展现状,进而分析这几种典型轨道交通运行控制系统的构成和功能特点,从控制系统的主体、系统构成方式、车-地信息传输方式、列车定位方式、闭塞方式、速度防护方式等方面对几种运行控制系统进行了比较研究.研究结果表明,虽然磁浮交通和轮轨交通的技术特征有很大差异,但运行控制系统的设计思想和技术实现方法可以相互借鉴.     

考虑追踪运行的高速磁浮辅助停车区设置优化

以降低常导高速磁浮交通系统辅助停车区的建设成本为目标,根据磁浮列车与传统轮轨交通在运营方式上相类似的特性,分析辅助停车区对磁浮列车追踪运行的影响。在既有辅助停车区设置方法研究的基础上,考虑列车运行追踪间隔要求的运营场景,进而构建满足目标约束下的辅助停车区设置模型,给出一种辅助停车区设置优化调整的设置方法。针对该方法在一定运行场景下进行仿真计算,计算结果表明该方法能在列车连续安全运行要求和列车追踪间隔需求的双重约束下,使辅助停车区数量达到最小值,从而实现降低建设成本的目标。     

高速磁浮列车绝对定位传感器的工程化设计与实现

本文对电磁悬浮型常导高速磁浮列车绝对定位传感器进行工程化设计研究。建立传感器的解析电磁学模型,并采用有限元仿真分析标志板的屏蔽特性,从而为线圈设计及传感器工作频率的选择提供依据。在此基础上,针对传感器的读码准确率、实时性和鲁棒性问题,对信号调理电路的动态特性及参数选择进行分析与设计,并基于有限状态机设计传感器的读码算法。试验表明本文所设计的传感器稳定可靠,可保证样车试验的长期顺利进行。该传感器同样适用于中低速磁浮列车,对于轮轨列车定位也有一定的参考价值。     

短定子磁浮列车提速运行平稳性研究

为了研究常导短定子磁浮列车提速后的运行平稳性,文章介绍了现有走行机构的原理及结构,建立了Simpack动力学仿真模型,并进行仿真分析验证模型的合理性.以长沙磁浮快线列车为例,采用建模仿真法对其提速后的平稳性进行分析计算,并提出增加横向减振器的优化方案.试验验证结果显示,优化后的提速列车平稳性优良,满足运行要求.     

基于光纤光栅的高速磁浮列车关键结构载荷及动应力监测系统研究

为满足高速磁浮列车关键结构状态的实时监测需求，文章介绍了一种适用于高速磁浮列车特殊运用环境及结构特点的基于光纤光栅传感网络的载荷及动应力监测系统。首先分析了光纤光栅传感器可用于检测载荷及动应力的物理机理，其次介绍了监测系统的整体设计以及光纤光栅传感器、解调系统等重要组成部分的工作原理及特征参数，最后进行了车载试验与数据分析，验证了所设计的光纤光栅监测系统用于高速磁浮列车关键结构载荷及动应力实时监测的有效性与准确性。     

中低速磁浮列车U形电磁铁的电磁力特性分析

由于中低速磁浮列车车体携带较重的初级线圈,影响了列车载客能力和牵引动力,为了提高中低速磁浮车的运载能力,必须提高U形磁铁的悬浮和导向能力。以国内已经开通运营的2条中低速磁浮试验线中U形电磁铁基本结构参数为例,建立U形电磁铁的3D有限元仿真,根据电磁力仿真结果,分析得到影响电磁力特性的主要结构参数为铁芯长度、磁极宽度、线圈厚度和励磁电流等,根据仿真计算结果,总结上述参数对电磁力特性的基本规律。根据主要结构参数的作用规律,更新了原来参数设计值,仿真结果验证了上述规律的正确性和新参数值的合理性。     

高速磁悬浮列车间隙信号数字滤波器设计与实现

分析了高速磁浮列车间隙信号噪声的特点,采用基于FPGA的FIR数字滤波器滤除噪声。应用基于位级联的多查找表分布式算法实现16阶低通FIR滤波器,由verilog-HDL语言完成设计文件,并在Simulink及ModelSim ISE 6.1平台上进行了试验仿真,结果均满足设计要求。     

中低速磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动仿真分析

以长沙中低速磁浮列车和25 m跨径简支梁为对象,建立包含完整悬浮控制系统和细致轨道结构的磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动模型,编制数值仿真程序,计算车辆以80 km/h速度通过不平顺线路时车轨桥耦合动力学响应,利用已有文献测试结果初步验证仿真模型。结果表明,车体的垂向振动很小,悬浮间隙波动量不超过0. 6 mm,最大动态悬浮力占额定悬浮力的24%,中低速磁浮车辆运行平稳,电磁铁动荷载系数低。桥梁跨中垂向挠度为2. 66 mm,小于磁浮简支梁挠跨比设计限值;跨中轨缝处F轨最大垂向位移为3. 04 mm,其中包含轨排自身弹性变形产生的0. 4 mm垂向位移,约占F轨总位移的13%。梁端和跨中处伸缩接头很好地限制F轨端部变形,但F轨端部垂向加速度幅值超过2g,约为中部的4倍,这对F轨伸缩缝连接副提出较高要求。     

中低速磁悬浮列车运行电磁环境的分析

采用电磁场有限元法对悬浮电磁铁和直线牵引电机的泄漏磁场分布进行仿真计算,并将计算结果与中国科学院电工所对CMS04型中低速磁悬浮列车电磁辐射现场测试报告进行详实的比较分析,从而证明了中低速磁悬浮列车交通系统是一种电磁环境良好的绿色城市轨道交通系统。     

中低速磁浮列车运行控制系统的方案及其实现

以国防科技大学中低速磁浮列车试验线为应用背景,介绍了中低速磁浮列车运行控制系统的基本功能需求, 主要包括驾驶功能、保护功能和监视功能。在功能需求设计的基础上,阐述了其运行控制系统的多总线原理实现结构和各节点的基本构成方案,最后给出有关试验结果。在磁浮列车试验线上。基于文中所述的运行控制系统的总体设计,建立了相应的硬件系统,开发了相应的控制软件,并进行了车载试验。     

Research on the thrust output of a long primary double-sided linear induction motorEI北大核心

Research purposes: Based on Maxwell equations and T-type equivalent circuit of linear induction motor, we analyze the electromagnetic thrust output of a double-sided linear induction motor in the case of edge effect, and use the finite element method and simulation to test the effectiveness of the theoretical calculation. We further derivate the mathematical expressions of a double-sided linear induction motor, build the simulation model by parameter design, and experimentally analyze the slip frequency control thrust output in conditions of different operating. Through analysis of the output characteristics of the electromagnetic force, optimal control of constant current slip frequency is achieved. Research conclusions: (1) We calculate various mechanical properties of a bilateral linear induction motor through its mathematical model and equivalent circuit, and derive the corrected coefficients of the horizontal and vertical edge effect. When the motor runs at a high speed, the edge effect has little influence on the output of the electromagnetic force. (2) We use the finite element computer software to establish the simulation model of a bilateral linear induction motor, and compare the theoretical calculation and simulation data: the simulation results are consistent with theoretical calculation, thus ensuring the validity of the mathematical model. (3) We simulate and analyze the influence of slip frequency, speed, suspension air gap, and length of the mover on electromagnetic force. At different speeds, properly adjusting the slip frequency can increase the output of electromagnetic force. For low speed, the optimal slip frequency is near 2 Hz; for high speed, the optimal slip frequency is between 4.0 Hz and 6.0 Hz. When satisfying the motor's rated condition, the optimal control of electromagnetic force is achieved. (4) The research result of double-sided linear induction motor can provide important implications for the electromagnetic launch system of an aircraft carrier.     

中低速磁浮交通信号系统车地通信电磁抗干扰研究

为解决北京市中低速磁浮交通示范线(简称:北京S1线)信号系统车地通信出现的电磁干扰问题,文章通过现场测试、实验及理论分析,确定了干扰原因,并提出了针对性的抑制措施,取得了良好的效果,保障了北京S1线的平稳运行.文章所采用的研究方法和处理措施为后续中低速磁浮交通的建设和维护积累了经验.     

某中低速磁浮试验线桥梁总体设计

依托某中低速磁浮试验线工程,以进一步提高中低速磁浮桥梁的经济性、施工便捷性及中低速磁浮交通与跨座式单轨等新型轨道交通的竞争优势为目的,重点阐述中低速磁浮轨道梁结构体系、墩梁型、经济跨度及施工方法的比选,并结合磁浮车辆独特的走行方式对桥面布置、桥上设备安装及管线敷设方式进行优化。根据中低速磁浮线路运营安全性及行驶舒适性的要求,在既有磁浮桥梁技术标准体系研究成果的基础上,提出推荐的轨道梁结构形式及施工方法。     

基于最优控制的高速磁浮列车垂向动力学模型

研究了高速磁浮列车的最优控制方法.建立了单节整车有47个自由度的磁浮垂向振动模型.模型中考虑了电磁力以及控制规则,以便模拟控制系统对悬浮磁铁与轨道梁间的电磁力的控制.通过时域仿真,基于最优控制的磁浮控制系统能保证垂向磁铁与轨道梁间气隙的稳定.