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。     

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。     

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。     

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。     

高速磁浮列车二次系的运动学建模与分析

满足运动学要求是车辆结构设计的基本要求。对于磁浮列车而言,车辆与线路之间的运动解耦功能主要由车辆的二次系完成。高速磁浮列车的二次系主要由摇枕、防滚橡胶件、空气弹簧、摆杆和Z向支座等构成,其运动同时受线路线形和刚性车厢的约束。本文利用多刚体运动学建模方法——Denavit-Hartenberg变换方法,建立高速磁浮列车二次系的运动学模型。结合线路线形的特征参数,通过求解运动学模型的逆解,计算当车辆通过曲线时二次系各构件的运动情况。本文的建模方法和结果对高速磁浮列车的设计和分析具有参考价值。     

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.     

高速磁浮列车悬浮电磁铁挠曲变形位移补偿技术

高速磁浮列车悬浮电磁铁采用轻量化总体结构方案,狭长的铝合金箱体作为主体承载结构,悬浮时会发生较大挠曲变形,中间位置磁极位移大于两端磁极,磁极装配平面成拱形,影响传感器对悬浮气隙的测定.文章分析了电磁铁悬浮时的变形量,并设计磁极装配预凹方案,即中间磁极装配位置最低,相邻磁极装配位置依次升高,端部磁极装配位置最高.通过对悬...     

高速磁浮列车碰撞动力性能仿真分析

以高速磁浮列车为例,采用动力显式有限元软件LS-DYNA,模拟端车、中间车三维模型撞击刚性墙,得到单节车撞击特性仿真曲线;选定速度为12 m/s磁浮列车与10t公路汽车(静止)发生迎面碰撞作为碰撞场景,基于多体系统动力学理论,对整列车一维模型做数值仿真,以分析磁浮列车撞击动力性能.仿真结果表明:在此碰撞场景中,中部载人区有足够的安全生存空间,且每节车的加速度峰值小于旅客颈部损伤的阀值,乘客不会出现严重伤亡情况.     

高速磁悬浮列车车载电源系统

上海高速磁悬浮列车是世界上第一条商业运行的高速磁悬浮列车.简述了高速磁悬浮列车车载电源系统的结构及功能,并详细阐述其系统的各个基本组件、部件的结构及功能.     

中低速磁浮列车牵引杆设计与分析

设计了一种适合中低速磁浮列车的牵引杆.分析了牵引杆在起动、3 g和5 g冲击等工况下的载荷,采用有限元法分析牵引杆在不同载荷工况下的强度,并对牵引杆强度进行评价.结果表明,所设计的牵引杆是合理的,静强度和疲劳强度均符合要求.     

低速磁浮车辆曲线通过动态响应仿真分析

结合青城山磁浮列车示范线工程,开展低速磁浮车辆动态曲线通过性能研究。建立35个自由度的磁浮车辆空间模型,考虑主动电磁悬浮与导向,仿真分析低速磁浮车辆曲线通过动态响应。计算结果表明,低速磁浮车辆可以60km·h-1速度安全通过半径300m的曲线,以90km·h-1速度平顺通过半径1100m的无超高曲线。低速磁浮车辆小半径曲线通过能力主要受车/轨横向间隙的影响,大半径曲线可不设置超高,但最大通过速度主要受乘坐舒适性的制约。     

电磁永磁混合磁悬浮列车的磁铁结构优化设计

根据力学模型提出了增大混合磁铁磁轭高度以提高承载力的方法,从承载能力、可控性及永磁工作点3个角度展开对混合磁铁结构参数的优化分析。理论分析及仿真结果表明,适当增大永磁截面积在满足系统承载力要求的同时能提高磁铁可控性;合理选取永久磁铁的截面积和厚度参数能保证磁铁工作在最大能积点。     

中低速磁悬浮车辆限界分析与计算

参照地铁车辆限界标准,结合中低速磁悬浮车辆结构,对中低速磁悬浮车辆限界进行了研究和计算,为线路的施工设计、建设提供了理论依据。     

高速磁浮线路道岔钢梁移位过程及其数值分析

高速磁浮线路道岔主体结构为一连续箱形截面钢梁。采用端部刚接和铰接两种支座条件、梁单元和壳单元两种计算模型,从结构受力角度对道岔切换方案进行了数值计算,并对计算结果进行了比较分析。在进行计算时,如果不要求得到截面上的细部结果,可用梁模型进行计算;如果要得到截面上的细部结果,就必须采用壳模型进行计算,获取相应的数据。     

横风荷载下电磁悬浮EMS型磁浮车辆动态响应特性分析

强烈的横风荷载会影响磁浮列车横向稳定性和安全.为全面了解横风荷载下电磁悬浮(EMS)型磁浮车辆的动态响应特性,建立了一个精细化的3D磁浮车辆多体动力学模型,并利用CFD(计算流体运动学)方法获得了磁浮车辆的气动载荷系数.基于"中国帽子风"阵风风速曲线计算生成横风荷载,进而通过时域动力学仿真,最终获得磁浮车辆车体与悬浮架的动态响应,并从车体位移、电磁悬浮系统和关键部件等方面细致全面地分析了横风荷载下EMS型磁浮车辆动态响应特性.     

中低速磁悬浮列车制动电阻设置的探讨

研究目的:随着我国城市轨道交通的不断发展,中低速磁悬浮交通由于有极强的竞争力,将会在中低运量城市和旅游景区得到广泛应用。鉴于车辆下部空间有限、节能以及经济性方面的考虑,需要对制动能量的吸收利用进行研究。研究结论:将制动电阻能量吸收装置安装到牵引变电所,可解决车辆下部空间有限无法安装制动电阻的矛盾;制动能量反馈回牵引网及减少车载设备,可充分节能,但同时要解决网压升高对设备的危害。