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。     

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、...     

用高温超导线圈和常导线圈构成的混合式电磁悬浮系统

常导电磁吸力悬浮系统悬浮气隙小、悬浮功率大,电动斥力悬浮系统不能实现静止悬浮、磁场污染大。由于受电流变化率限制,单独采用高温超导线圈构成的电磁吸力悬浮系统不能实现稳定悬浮。经分析比较,提出了一种用高温超导线圈和常导线圈构成的混合式电磁吸力型悬浮系统方案。采用这种混合式悬浮方案可增大悬浮气隙、实现稳态"零"功率悬浮、减轻车体重量、降低制冷费用、且无磁场污染。     

高温超导钉扎磁悬浮系统分岔和混沌特性研究

高温超导钉扎磁悬浮系统的应用十分广泛,但由于其悬浮力的非线性特性,导致在实际应用中经常引起设备的异常振动。为了探究高温超导钉扎磁悬浮系统的非线性振动特性和寻找避免发生异常振动的措施,首先,通过实验装置测量不同悬浮间隙下的悬浮力数据,将其拟合成指数模型,然后,基于该模型建立简谐激励下高温超导钉扎磁悬浮系统的动力学模型,最后,研究系统的分岔和混沌特性。研究表明,系统存在丰富的非线性动力学行为;系统的混沌阈值随着激励频率的增大先减小后增大,即系统在低频阶段和高频阶段不易发生混沌运动,而在中频阶段易发生混沌运动;质量、阻尼和场冷高度对混沌阈值均存在一定影响。研究结果为高温超导钉扎磁悬浮系统的参数设计及其抑振方法提供参考。     

高温超导磁悬浮车辆曲线通过动态特性分析

为提高高温超导磁悬浮车辆曲线通过性能,针对悬挂系统和高温超导悬浮导向力的非线性特性,建立了高温超导磁悬浮车辆横垂耦合动力学模型,分析了高温超导磁悬浮车辆悬浮架曲线通过性能,对比了车辆通过有无超高曲线时悬浮杜瓦横向和垂向位移。仿真结果表明,车辆在通过有超高曲线时,在缓和曲线路段,原H型构架由于无一系悬挂,难以适应曲线路段的线路扭曲,使得局部杜瓦垂向位移较大。为此,对悬浮架设计方案提出了优化措施,并对优化方案进行仿真分析。结果表明,采用增设橡胶垫等方式可增加H型构架纵梁与横梁之间的点头自由度,以及增设杜瓦与H型构架之间的一系悬挂对改善车辆的曲线通过能力均有效果,并且后者效果更为明显。综合2种优化方案,提出了有利于高温超导磁悬浮车辆曲线通过的悬浮架结构方案。     

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。     

西南交通大学研制成功“高温超导磁悬浮车”

2000年12 月31日,世界上第一辆"高温超导磁悬浮车”在西南交通大学超导技术研究所实验室研制成功.这辆运用高温超导技术磁悬的"高温超导磁悬浮车”与该校前期研制成功的运用电磁铁吸引力悬浮的"常导磁悬浮车”相比,悬浮高度提高10 mm."高温超导磁悬浮车”采用国产YBaCuO高温超导体块材,工作在液氮温度(77 K),底部3 mm厚的车载薄底液氮低温容器连续工作时间大于6 h.在车载5人、悬浮总重量530 kg时,悬浮净高度23 mm.该车悬浮稳定性好,悬浮刚度较高,运行十分平稳.永磁导轨长15.5 m,直线电机推进,加速度1 m / s2,全自动控制系统.     

径向型高温超导轴承悬浮特性的有限元分析

通过数值模拟方法研究高温超导轴承是重要方法之一。提出了基于H法(磁场强度法)的有限元数学模型,在二维轴对称空间计算了径向型高温超导轴承的悬浮力。通过与试验数据的比较,验证了模型的正确性。基于此模型,分析了在永磁转子轴向运动的过程中,高温超导轴承的磁场特性和超导定子中感应电流密度的分布特性,进而得出相应的结论。建立的数学模型不仅可以分析多层超导定子的径向型高温超导轴承,而且对内转子型和外转子型两类径向型高温超导轴承均适用。     

世界第一辆载人高温超导磁悬浮车研制成功

由西南交通大学研制成功的第一辆载人高温超导磁悬浮车亮相“国家高技术研究发展计划 (86 3计划 ) 15周年成就展”。该车孕育多年 ,于 2 0世纪末研制成功 ,为新世纪献上了一份厚礼。高温超导磁悬浮车采用国产 YBa Cu O高温超导块材 ,工作在液氮温度 (77K) ,底部 3mm厚的车载薄底液氮低温容器连续工作时间大于 6 h。在车载 5人、悬浮总质量 5 30 kg时 ,悬浮高度大于 2 0 mm,悬浮稳定性好 ,悬浮刚度较高 ,永磁导轨长15 .5 m,直线电机推进 ,加速度 1m/ s2 ,全自动控制。它的研制成功 ,标志着我国在高温超导磁悬浮应用基础研究和高温超导磁悬…     

磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁温度场建模与仿真

建立了中低速磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁的Maxwell二维温度场仿真分析模型,对其温度场特性进行了分析,并与传统纯电励磁结构的怂浮电磁铁进行了比较.针对工程实际样车用混合悬浮电磁铁分析指出,电磁铁最高温度位于励磁线圈中心处,铁心轭部温度与励磁线圈温度基本相同采用混合悬浮电磁铁结构不仅大大降低了悬浮损耗,减少了列车运行能...     

基于四象限斩波器的混合磁悬浮系统设计

针对单一的电磁吸力型磁悬浮系统能耗大,悬浮气隙小的问题,提出采用能耗小,可实现大气隙悬浮的永久磁铁和常导线圈构成的混合式磁悬浮系统的方案。阐述了能满足混合磁悬浮系统负向电流需要的H型四象限斩波器的原理,介绍了基于DSP和CPLD的保护电路和控制器。试验表明,混合磁悬浮系统悬浮过程中和负重变化时都能很快达到稳定悬浮,悬浮气隙可达到20-30mm,并且负载电流小。     

永磁和电磁构成的混合式悬浮系统研究

永久磁铁和常导线圈构成的混合式悬浮系统,悬浮能耗小,可实现大气隙悬浮。本文建立了该混合悬浮系统的数学模型,分析了它的一些性质,采用定气隙控制指标,设计了使系统稳定的控制器,并对所设计的控制器进行了仿真。仿真结果表明,这种混合式悬浮系统可以通过控制实现大气隙、低能耗的稳定悬浮。     

基于交叉感应回线的磁悬浮列车测速定位系统

针对磁悬浮列车运行时车体与轨道不相接触的特点，给出了基于交叉感应回线的测速定位方法。在分析交叉感应回线电磁场特点的基础上，推导出回线磁感应强度、回线电感和天线感应电势的计算公式，另外，文中还给出了测速定位系统的具体结构。     

基于减小漏磁场的300kVA超导变压器绕组设计

高温超导变压器的漏磁场会减小绕组中的临界电流并增加交流损耗,而且,由于超导材料磁化的各向异性,磁场径向分量对临界电流和交流损耗的影响较轴向分量大得多。因此,在超导变压器电磁设计中应尽可能减小漏磁场尤其是其径向分量。文章在用ANSYS软件计算磁场分布并研究诸多因素对磁场影响的基础上,设计了300 kVA/25 000 V/860 V超导变压器绕组,并提出了一些减小漏磁场的措施。     

基于补偿反馈线性化的悬浮控制器设计

电磁型磁浮列车的悬浮系统为典型的非线性系统,经常受到外界扰动影响而失去稳定。针对悬浮系统的这种特点,设计一种干扰补偿的非线性悬浮控制器:在合理假设的基础上,建立EMS型磁浮列车悬浮系统的非线性数学模型;通过反馈线性化将该非线性模型精确线性化,得到等价的线性模型。然后,设计将反馈线性化补偿与扩张状态观测器相结合的悬浮控制器,利用外部扰动观测值对悬浮系统进行补偿。这一设计可大幅度提高悬浮系统的抗干扰能力。仿真实验结果表明,该控制器的控制性能明显优于基于反馈线性化方法设计的控制器,对干扰具有更强的鲁棒性。     

电动车组用高温超导变压器总体设计(上)

简述了高温超导变伟器的特点和研究情况．重点对电动车组用高温超导变压器模型机技术条件的要求及设计思路进行了介绍,并提出了300kVA高强超导变压器的技术方案．就300kVA超导变压器研究中主要进行的理论工作进行了描述．包括超导技术应用到变艇器中必须鹇决的问题．如漏磁场、过渡过程、电流引线、低描系统等,可作为后期进行的3000kVA高黼超导变压器应用研究的基础。     

由超导线圈和大块超导体构成的磁性轴承的力密度研究

介绍了日本南超导线圈和大块超导体构成的磁性轴承在力密度方面的研究成果。     

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。     

分裂式牵引变压器一次线圈中的电流分配问题

以变压器一次各并联线圈的电流分配一定满足漏磁场能量上原理为基础，结合有限元方法研究了计算一次各并联线圈电流分配的方法。