基于斜置环形Halbach永磁轮的磁浮列车“悬浮-导向-推进”一体化方案设计

基于永磁电动悬浮的原理，将Halbach环形永磁轮和导体板顺时针旋转后倾斜布置，提出一种实现磁浮列车“悬浮-导向-推进”一体化方案。首先，采用ANSYS Maxwell有限元仿真软件对斜置永磁轮的三维力特性进行分析，仿真结果表明：对于单个外径为200 mm的永磁轮，倾斜角度应不小于60°，从而保证浮重比大于5.5，此时仍可获得310 N的推进力和380 N的导向力。然后，进一步分析了永磁轮三维力随工作气隙、导体板厚度和电导率的变化规律：随着工作气隙变大，三维力均呈下降趋势；随着导体板厚度和电导率的增加，悬浮力和导向力先增加后饱和，驱动力则先增大后减小。基于上述分析结果，给出了新型磁浮列车“悬浮-驱动-推进”一体化的概念模型设计，并对更大直径、宽度的磁轮进行了计算分析，结果表明：直径250 mm永磁轮的磁场利用率最大，磁场利用率和磁轮宽度的变化呈正相关。相关的研究工作是对永磁电动悬浮理论的应用和拓展，能够有效降低磁浮列车系统的建设成本，为“悬浮-导向-推进”一体化的新型磁浮列车设计提供参考。     

磁浮列车永磁电磁混合悬浮导向系统特性分析

针对中速磁浮列车悬浮系统节能降耗的需求,提出了一种永磁电磁混合悬浮导向系统.根据永磁电磁混合悬浮导向系统的工作原理,确定了其结构组成,完成了悬浮力特性、自导向特性分析,以及气隙控制方式和防吸死控制策略研究;在建立系统数学模型和仿真模型的基础上,对系统方案进行仿真验证,并对混合悬浮电磁铁的悬浮损耗、温升、悬浮控制器性能、悬浮系统在平直道和曲线段的悬浮导向能力和承载力等进行测试.试验结果表明,永磁电磁混合悬浮导向系统具有承载能力强、悬浮电流小,发热量少等优点,系统的自适应能力满足中速磁浮列车运行的要求,可为中速磁浮列车的推广应用奠定基础.     

采用永磁悬挂体的磁悬浮系统建模与系统设计方法

为降低悬浮系统的功耗，提高悬浮品质，建议在吸力型破悬浮系统中采用永磁材料做悬挂体。文中给出了这种系统的建模方法，阐述了系统设计的原理。     

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。     

电动公交车用永磁同步电机实验研究

分析了永磁同步电机的数学模型，在此基础上搭建了电动公交车用永磁同步电机实验平台，实现了电机恒转矩和弱磁控制。给出了实验结果，并且与电机设计值进行了对比，从而表明了系统具有良好的性能，并且验证了永磁同步电机设计和计算平台的正确性。     

板式双边永磁电动悬浮三维解析计算

研究目的:板式双边Halbach电动悬浮具有自稳定悬浮的特点,适用于低速磁浮交通。为研究不同参数对电磁力和悬浮特性的影响,从而为工程设计服务,本文基于三维阵列,提出该悬浮系统的解析计算模型,并通过有限元和试验法对解析结果进行验证。研究结论:(1)根据空间导电率特性,将空间划分为不同区域,利用二阶矢量磁位(SOVP)建立不同区域内的电磁场微分方程,用分离变量法求得了空间磁场二阶矢量磁位的通解;(2)由磁荷法推导出Halbach阵列在导体板上、下表面处的静态磁场方程;(3)结合二阶矢量磁位的通解、静态磁场方程和边界条件,确定待定常数,从而推导出不同区域内磁场的表达式,进而由磁荷法计算得到电磁力;(4)用ANSYS软件建立该系统的三维有限元模型,计算磁场和电磁力,与所得到的解析结果进行对比,平均相对误差约为0. 7%;(5)设计了旋转试验台,模拟双边电动悬浮运行方式,对电磁力进行测试,并与解析计算结果对比,所得平均相对误差约为10%;(6)本研究成果可为低速磁浮列车的设计提供理论依据。     

轨道交通永磁同步牵引系统研究

由于体积小、重量轻、效率高、功率密度高的特点,永磁同步电机近年来受到轨道交通行业的密切关注。阐述了永磁同步电机的发展概况、优点及其结构,并从实现轨道交通直接传动和直接替换现有异步牵引系统两方面阐述了目前永磁同步牵引系统的研究概况,同时介绍了南车株洲电力机车研究所有限公司在永磁同步牵引系统所开展的工作。综合技术趋势和工程化,从系统设计策略、主电路结构、永磁同步电机、控制策略以及运营维护等方面对永磁同步牵引系统进行了具体的分析,为永磁同步牵引系统的研究应用提供参考,以积极推动我国永磁同步牵引系统的技术发展。     

架悬式永磁直驱转向架的动力学性能研究

文中介绍了低轮轨动作用力的架悬式永磁转向架技术方案，结合架悬式永磁直驱转向架结构和B型地铁线路特点，建立了非线性驱动装置系统和整车动力学计算模型，进行了电机吊挂参数对车辆动力学性能影响规律研究，优化了能满足速度80 km/h B型地铁运营要求的电机吊挂参数，对车辆动力学性能进行了各工况下的仿真校核分析，同时利用线路动力学试验，验证了架悬式永磁转向架的动力学性能符合标准要求。研究结果表明：装用架悬式永磁直驱转向架的速度80 km/h B型地铁宜采用较大刚度的电机吊挂参数，车辆具有较高的临界速度，平稳性、安全性和柔度系数均满足标准要求，车辆刚性自振频率无耦合，架悬式永磁直驱转向架动力学性能达到运营要求。     

逆变器供电下的永磁同步电机电磁噪声计算

提出了一种永磁同步电机电磁噪声计算方法,采用2D电磁场有限元仿真计算气隙中的电磁力波,建立定子单环结构模型计算定子结构在电磁力波作用下的谐响应振动速度,将定子外圆等效为有效长圆柱体模型来计算声功率级噪声;对逆变器SVPWM供电引起的电磁噪声进行了计算;将样机测试数据与计算值进行对比。该计算方法能够满足工程设计的需求。     

车用永磁同步电机定子模态分析

针对电动汽车运行过程中产生的振动噪声问题,以某车用永磁同步电机为研究对象,运用Ansys Maxwell软件分析电机气隙磁密,得到电机运行的气隙磁场和径向电磁力,再对永磁同步电机的定子进行模态分析,得到定子系统的固有频率,同时采用锤击法结合LMS软件进行模态试验,将有限元仿真和模态试验数据进行对比,验证有限元模态分析的...     

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。     

永磁同步电动机在电动车组上的应用

永磁电动机属于交流电动机,它具有结构简单、易于维修保养、节省能源、噪声小和效率高等特点.本文比较了永磁电动机及异步电动机的结构特点,从电动年组的应用出发,介绍开发成功的直接驱动式和全封闭式永磁电动机的概况,阐述了永磁电动机推广应用所面临的问题.     

永磁同步牵引系统在沈阳地铁2号线地铁车辆上的应用

介绍了沈阳地铁2号线车辆永磁同步牵引系统的装车方案、技术及风险分析,永磁同步牵引系统装车后的相关调试、试验及运行情况。永磁同步牵引系统运行稳定、节能效果明显,对城市轨道交通牵引系统的发展具有积极而深远的意义。     

大功率永磁直驱电力机车牵引电机散热研究

文章介绍了大功率永磁直驱电力机车牵引电机直驱传动结构和电机风路结构设计,对永磁电机散热仿真和温升试验进行对比分析,在有无联轴器的试验条件下对电机进行温升试验,以证明联轴器传动结构对电机散热具有向好改善;重点对试验中轴承温升偏高的问题进行研究和试验验证,开展不同转速和有无联轴器条件下电机温升试验,经过分析研究给出电机轴承温升与转子永磁体发热的关系;通过转子永磁体磁钢分段技术减少转子磁损耗,经过理论分析和试验证明磁钢分段电机轴承温升比非磁钢分段电机明显下降。通过对永磁直驱电机散热技术研究,证明大功率永磁直驱电力机车电机转子采用磁钢分段技术能够有效降低电机损耗,采用直驱电机连接联轴器传递结构可进一步降低电机温升,为后续轨道交通行业大功率永磁直驱电机散热设计和大功率永磁直驱技术的可靠应用奠定基础,提供有益的设计经验。     

沈阳地铁二号线车辆永磁同步牵引系统

阐述了采用永磁同步牵引系统的沈阳地铁二号线第20列车M车的主电路方案及永磁同步牵引电动机的技术特点、参数,并就该电机损耗、温升等试验结果与异步牵引系统进行了对比。对对永磁同步牵引系统进行了线路型式试验和空载运行考核,系统系统状态良好。     

基于永磁电机的高速动车组牵引变流器的研制

基于永磁电机牵引系统的特点,从系统、主电路、故障保护、结构、散热等方面对基于永磁电机的高速动车组牵引变流器进行研究和分析。试验及实际装车应用表明,牵引变流器能够满足基于永磁电机的动车组牵引系统应用需求,可供后续永磁同步牵引系统技术在相关领域的应用参考。     

永磁电磁混合磁悬浮列车吸死防护技术研究

相对传统的电磁型磁悬浮(EMS)列车,永磁电磁混合型磁悬浮(PEMS)列车可以降低功耗、减少发热,还可以实现大气隙悬浮,但存在吸死的可能是目前阻碍其向工程应用发展的最大障碍,提出一种新型永磁电磁混合磁铁结构.使得系统具备冗余性,并通过理论和仿真分析新结构的合理性和有效性,能很好地完成悬浮和吸死防护任务,分析了相应的控制...     

地铁车辆用JD155永磁同步牵引电动机的设计

介绍了基于多物理场耦合仿真的轨道交通用永磁同步牵引电动机的设计方法。以沈阳地铁二号线用JD155永磁同步牵引电动机为例,介绍了该电动机的关键参数的选取、结构、试验和运行情况、与异步牵引电动机的比较以及下一阶段的工作。试验结果证明,JD155永磁同步牵引电动机在效率和节能效果、维护、外形尺寸等方面都优于异步牵引电动机。     

大功率永磁直驱客运机车的研制

为适应未来铁路市场的需求,实现机车车辆关键技术的提升,对大功率永磁直驱技术进行了研究,开展样机设计和研制。通过永磁直驱系统、适应永磁直驱技术的变流系统、应对反电势、应对电机失磁等关键技术的深入研究,完成了大功率永磁直驱客运机车的研制。该大功率永磁直驱客运机车具有传动效率高、全寿命周期成本低、检修维护工作量小、环保等特点。     

不同永磁电机对轨道交通直驱永磁牵引控制系统的影响

为深入研究不同永磁体对大功率直驱永磁牵引控制系统控制特性的影响,设计了钐钴和钕铁硼两种永磁电机.讨论了这两种永磁电机的特性及基本控制策略,在此基础上对两种永磁电机进行了分析,通过联调试验验证了该系统的稳定性和可靠性.