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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
引用本文:刘新,邓自刚,梁乐,李凯文,鲁浩,郑珺.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[J].机车电传动,2023(2):90-96.
作者姓名:刘新  邓自刚  梁乐  李凯文  鲁浩  郑珺
作者单位:1. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室;2. 西南交通大学超高速真空管道磁浮交通研究中心;3. 西南交通大学电气工程学院
基金项目:四川省自然科学基金项目(2023NSFSC1004);
摘    要: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。

关 键 词:永磁轮  一体化  磁浮列车  磁轮利用率
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