铁路车辆25kV电压互感器直流偏磁性能试验研究

针对我国电气化铁路机车和动车组25 kV电压互感器过热烧损情况,设计了可对25 kV电压互感器进行直流偏磁性能试验的方法。通过对国产和进口型号25 kV电压互感器直流偏磁性能试验,获得了它们的抗直流偏磁性能数据。理论分析和现场测量表明,接触网最高可能发生4 kV直流偏磁电压,按统计学计算,产品的抗直流偏磁水平应达到2.5 kV,而目前多数产品的抗直流偏磁水平一般只能达到1.5 kV,这是造成25 kV电压互感器运行中过热烧损的主要原因。因此,在产品的标准化设计中应重点考虑抗直流偏磁的参数大小。通过试验对比可知,采用部分磁路气隙设计的产品比采用降低额定工作磁密设计的产品有更好的抗直流偏磁性能,可以满足抗直流偏磁水平2.5 kV的要求。     

永磁涡流制动与电磁涡流制动热力学特性对比分析

电磁涡流制动由于其不受列车黏着限制且衰减较小的优点,常用作高速列车的制动装置,但其结构尺寸和质量较大,磁极温升较高,阻碍了进一步推广应用。因此,在电磁涡流制动装置的基础上提出永磁涡流制动方案,结合理论计算和仿真分析,对比了相同极距和结构尺寸的2种涡流制动装置的气隙磁场,得出涡流制动力与气隙磁场的关系;计算了相同结构尺寸下永磁涡流制动和电磁涡流制动装置制动力和吸引力大小随速度的变化,同时对比分析了2种装置的磁极平均温度随速度的变化。研究结果表明,永磁涡流制动和电磁涡流制动的制动力计算方式具有等效性,相同结构下永磁涡流制动的制动力可达标准励磁参数下电磁涡流制动制动力的3.29倍,制动力相同时永磁涡流制动的磁极温升更小。     

基于Buck变换器的磁稳定床感应器直流电源

设计了一种磁稳定流化床(MSFB)感应器用直流电源,为提高系统的可靠性,采用了以多重化Buck变换器为主电路的双机热备冗余设计。介绍了直流电源的系统设计,阐述其控制系统的硬件组成和软件控制策略。现场投运结果表明,所设计的直流电源有较好的均流效果,电流输出平稳,有一定的容错能力。     

青藏高原DC 600V发电车发电机灭磁保护设计

针对青藏发电车发电机在运用中出现的问题,对发电机进行了灭磁保护功能设计和可靠性分析。     

城区繁忙交通道路下方残留桩基精确探测技术

在某城区顶管隧道始发井和接收井开挖施工过程中均发现基坑中存在未知的建筑残留桩基。因时间久远,施工区域内残留桩基的位置和范围均无法获知。为保证顶管隧道顺利施工,需在施工前调查清楚其影响范围内是否存在残留桩基。由于顶管隧道横穿繁忙交通道路,地表没有大范围钻孔勘查的条件,只能采用地球物理方法进行探测。经比选,采用探地雷达和磁法探测相结合的方法可满足探测要求。根据探测结果,在异常区域进行钻探验证,并采取针对性的处理措施,保证了顶管隧道的安全施工。     

钢绞线斜拉索索力监测与应用

钢绞线是桥梁结构体系中的关键受力部件,钢绞线的应力状态是评价拉索桥梁健康状况的重要指标。基于磁弹效应的原理与主要的磁路结构,分析了钢绞线的磁畴特性及钢绞线的应力与磁通量的耦合关系,提出了典型的传感器磁路结构并构建钢绞线磁通量应力测试系统。将测试系统应用于某桥梁的钢绞线索力监测,比较监测值与设计值,发现监测值较为精确,两者具有较好的一致性,说明基于磁弹效应的钢绞线应力监测系统监测精度高、可重复性强,满足桥梁斜拉索工程施工质量与施工安全的要求,可为该类结构的索力与变形监测提供参考。     

船舶新型水润滑磁液双浮尾轴承承载能力仿真研究

为提高船舶水润滑尾轴承的承载能力,提出新型水润滑磁液双浮尾轴承方案。设计水润滑磁液双浮尾轴承结构,建立双浮轴承磁-流-固多场耦合动力学模型。提出六种磁路布置方案,采用有限元法进行计算。对比各方案磁力,优选磁斥力最大方案。在此基础上,采用有限差分法计算液膜力,与磁斥力叠加得到轴承总承载力,并分析其随轴承间隙的变化规律。研究结果表明：与传统的轴向、径向单一充磁对比,Halbach充磁的磁路方案磁力更大;新型的非完整式磁布置方式比传统的对称布置方案在竖直间隙为0.05 mm时提高磁力17倍,在竖直间隙为0.3 mm时提高磁力40倍;当轴颈与轴承孔间隙大于2.025 mm时,磁力占主导,可用于低速时脱开摩擦副,减少接触摩擦磨损;当轴颈与轴承孔间隙小于2.0216 mm时,水膜力逐渐增大,磁力起到减载作用;在工作间隙下,水膜力刚度系数比磁力刚度系数大2～3个数量级。磁液双浮轴承为提高纯磁轴承的稳定性提供了新的解决思路。     

永磁同步牵引电机有效磁链观测及转矩控制

建立基于有效磁链的永磁同步牵引电机模型,提出基于有效磁链概念的非奇异终端滑模观测器和精确转矩闭环控制方法。首先,在α-β坐标系中构建龙贝格-滑模自适应滑模观测器,准确估计出定子电阻和q轴电感并作为有效磁链滑模观测器的输入;其次,在α-β坐标系中构建有效磁链非奇异终端滑模观测器,并基于滑模等值控制方法实现了有效磁链观测,进而实现转矩的实时估算,以此和转矩给定值构成精确转矩闭环控制,从而提高轨道交通驱动系统的转矩控制精度,改善了轨道交通控制系统的性能。该方法不仅适用于表贴式永磁同步电机,而且适用于内置式永磁同步电机。仿真结果验证了方法的可行性和有效性。     

一种城市轨道交通钢轨电位限制装置直流接触器

介绍了城市轨道交通钢轨电位限制装置直流接触器的研发过程,分析故障电流对接触器动、热稳定性的影响,特别对触头间的电动斥力进行了详细计算,并通过对动触头、电磁铁等部件的结构优化设计,克服其对产品造成的诸多不利影响;为了避免临界电流的危害,采用永磁磁吹灭弧技术并通过灭弧室的独特设计,使其能够实现双向电流下的可靠开断,进而满足了直流牵引供电系统对钢轨电位限制装置保障人身及设备安全的要求。     

铁基超导体SmOFeAs磁性的理论研究

为了从理论上研究新型5d过渡元素掺杂及压力诱导铁基超导体产生的超导电性,采用密度泛函理论自旋广义梯度近似方法(SGGA+U)计算分析了SmOFeAs的结构及Ir在Fe位上掺杂对体系电子结构和磁性质的影响.结果表明:铁基超导体SmOFeAs体系中Fe-3d电子的库仑势约为4 eV;物理外压和化学掺杂均可抑制SmOFeAs的反铁磁自旋密度波,使体系的磁有序度降低,与实验结果一致;Ir掺杂的SmOFe1-xIrxAs体系从反铁磁自旋密度波逐渐过渡为无磁性态,且超导态与反铁磁态共存并出现在磁性量子临界点附近.