计及悬浮系统影响的高速磁浮直线同步电机建模方法

1

作者 康劲松 丁浩 +1 位作者 倪菲 汪凤翔 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期729-736,共8页

为提高高速磁浮直线同步电机模型精度,基于电磁铁模块磁共能重构,提出一种计及悬浮系统影响的分布参数建模方法.首先,建立高速磁浮列车电磁铁模块的有限元模型,利用有限元数值分析获取电磁铁模块在不同工况下的磁共能数据,通过对磁共能... 为提高高速磁浮直线同步电机模型精度,基于电磁铁模块磁共能重构,提出一种计及悬浮系统影响的分布参数建模方法.首先,建立高速磁浮列车电磁铁模块的有限元模型,利用有限元数值分析获取电磁铁模块在不同工况下的磁共能数据,通过对磁共能进行傅里叶级数展开及多项式拟合构建磁共能的解析模型;其次,根据磁共能解析模型推导电磁铁模块的磁链、电压和推力方程;然后,根据列车编组数量和电磁铁模块数量分别建立左右两侧直线同步电机的数学模型,并通过运动学方程计算高速磁浮列车位置和速度;最后,通过硬件在环仿真系统进行实验验证.试验结果表明:本文所提建模方法与传统建模方法相比,推力波动幅值增加超过6.8%;并且所提方法可以准确表征悬浮系统对牵引控制的影响,当励磁电流谐波幅值增加0.5、1.0、2.0 A时,推力波动幅值分别最大增加54.3%、26.2%、83.7%;当励磁电流谐波频率为5、10、20 Hz时,推力的谐波频率最大达到5.14%,21.75%和14.17%. 展开更多

关键词 磁悬浮 直线电机 牵引控制 悬浮系统 建模方法

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考虑悬浮牵引耦合的常导高速磁浮列车牵引性能仿真

2

作者 张凯翔 卢琴芬 方攸同 《微特电机》 2024年第7期1-7,共7页

常导高速磁浮列车长定子直线同步电机(LLSM)定子电枢电流和动子励磁电流产生的磁动势共同作用形成气隙磁场,实现车辆悬浮和牵引,所以悬浮力和牵引力之间存在耦合。基于MATLAB/Simulink建立了牵引供电系统的仿真模型,采用不考虑悬浮牵引... 常导高速磁浮列车长定子直线同步电机(LLSM)定子电枢电流和动子励磁电流产生的磁动势共同作用形成气隙磁场,实现车辆悬浮和牵引,所以悬浮力和牵引力之间存在耦合。基于MATLAB/Simulink建立了牵引供电系统的仿真模型,采用不考虑悬浮牵引耦合的LLSM数学模型,在恒定励磁电流条件下仿真计算了牵引性能;采用考虑悬浮牵引耦合的LLSM数学模型,其以有限元仿真数据为样本库,基于线性回归最小二乘方法拟合得到,在恒定悬浮力条件下仿真计算了牵引性能。通过对比两种仿真结果,分析了耦合作用的影响。 展开更多

关键词 常导高速磁浮列车 长定子直线同步电机 悬浮牵引耦合 最小二乘方法

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振动激励环境下的滚动轴承动载荷测试

3

作者 王金平 石永进 +1 位作者 王涛 张海鹏 《轴承》 北大核心 2024年第10期103-106,共4页

载荷是决定轴承使用寿命的关键参数,针对工程应用中轴承实际载荷通常较难获取的问题,基于轴承载荷与接触点位移间的线性关系设计了一种轴承动载荷测试装置。通过静载荷标定得到不同轴承载荷下的力传感器示值,0.99的相关系数表明轴承载... 载荷是决定轴承使用寿命的关键参数,针对工程应用中轴承实际载荷通常较难获取的问题,基于轴承载荷与接触点位移间的线性关系设计了一种轴承动载荷测试装置。通过静载荷标定得到不同轴承载荷下的力传感器示值,0.99的相关系数表明轴承载荷与力传感器示值呈高度线性相关,采用一元线性回归方法进行拟合,得到轴承载荷与力传感器示值的转化系数,进而通过轴承动载荷测试装置有效测试了振动激励环境下的轴承动载荷。 展开更多

关键词 滚动轴承 动载荷 牵引电动机 标定 振动 激励 一元线性回归

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考虑悬浮导向间隙变化的长定子直线同步电机力性能分析

4

作者 郑宇滢 卢琴芬 +1 位作者 周颖 鞠录峰 《微特电机》 2024年第4期22-27,共6页

常导高速磁浮列车长定子直线同步电机由于特殊的分离结构,气隙由悬浮与导向系统决定,导致牵引力与悬浮力容易受到悬浮与导向系统性能的影响。研究了一个长定子段下垂、悬浮磁极模块纵向倾斜和横向偏移三种工况对气隙的影响,基于有限元... 常导高速磁浮列车长定子直线同步电机由于特殊的分离结构,气隙由悬浮与导向系统决定,导致牵引力与悬浮力容易受到悬浮与导向系统性能的影响。研究了一个长定子段下垂、悬浮磁极模块纵向倾斜和横向偏移三种工况对气隙的影响,基于有限元软件建立了2D与3D有限元模型,计算分析了长定子直线同步电机的牵引力和悬浮力,揭示了气隙变化对力的影响规律。分析结果可以为高速磁浮列车的牵引系统设计与控制提供参考。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 长定子直线同步电机 气隙变化 悬浮力 牵引力

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600 km/h高速磁浮牵引系统的配置及其关键参数的选择

5

作者 林滢 秦峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第8期110-113,共4页

目的:目前上海磁浮列车示范运营线设计的最高运行速度为505 km/h,为适应600 km/h的高速运行,须对既有常导高速磁浮牵引系统的配置进行分析和优化设计。方法:站在牵引供电系统的角度,从直线电机稳态数学模型出发,在不改变直线电机基本结... 目的:目前上海磁浮列车示范运营线设计的最高运行速度为505 km/h,为适应600 km/h的高速运行,须对既有常导高速磁浮牵引系统的配置进行分析和优化设计。方法:站在牵引供电系统的角度,从直线电机稳态数学模型出发,在不改变直线电机基本结构和参数的前提下,提出了600 km/h高速磁浮牵引系统的优化方向:提高变流器的输出电压及容量,以及适当缩短牵引分区和定子段长度。基于以往工程可行性研究,对既有磁浮系统中牵引供电系统的相关边界条件进行了分析,认为馈电电缆和定子电缆限制了既有电机的输入电压和电流,而列车长度和定子开关站的数量又限制了定子段的长度,进一步明确了600 km/高速磁浮牵引系统关键参数的选取原则,并给出了建议的参数。以一条平直轨道的线路为例设计了牵引系统,并以此为基础进行了牵引仿真计算。结果及结论:对于5节编组的常导高速磁浮列车,适当缩短分区长度至20 km,定子段长度至800 m,采用32 MVA的变流器,则列车可在加速运行35 km后达到600 km/h的运行速度。 展开更多

关键词 600 km/h高速磁浮 牵引系统配置优化 长定子直线同步电机

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直线电机车辆技术现状与应用发展 被引量：14

6

作者 周建乐 韩志卫 +1 位作者 张雄飞 张红江 《都市快轨交通》 北大核心 2012年第1期7-13,共7页

阐述直线电机车辆具有爬坡能力强、转弯半径小等优点,介绍国内外直线电机车辆的技术特点和现状,对直线电机车辆转向架设计、电气牵引系统、辅助系统、制动系统等方面进行详细介绍,指出直线电机车辆在国内的未来应用和发展趋势。

关键词 直线电机 车辆 转向架 牵引控制系统 制动系统

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直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究 被引量：11

7

作者 孔令洋 梁青槐 +1 位作者 张岩 杨广武 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期106-112,共7页

直线电机轮轨交通系统牵引能耗高的缺点影响了这一新型城市轨道交通制式在我国的推广应用。本文研究了城市轨道交通系统能耗特征,介绍了国内外已运营直线电机轮轨交通系统的能耗状况,并对基于电机效率的牵引能耗对比研究、列车牵引能耗... 直线电机轮轨交通系统牵引能耗高的缺点影响了这一新型城市轨道交通制式在我国的推广应用。本文研究了城市轨道交通系统能耗特征,介绍了国内外已运营直线电机轮轨交通系统的能耗状况,并对基于电机效率的牵引能耗对比研究、列车牵引能耗模拟比较研究、广州地铁4号线列车牵引能耗实测及模拟比较研究等多个直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究成果和实测数据进行了比较分析。基于"完成相同运输任务"的比较原则,分别针对重庆地铁1号线地下线区段和高架线区段,进行了直线电机轮轨交通系统和旋转电机驱动轮轨交通系统的牵引能耗仿真计算。经综合比较研究,得出直线电机轮轨交通系统牵引能耗比旋转电机驱动轮轨交通系统高25%以上的结论。 展开更多

关键词 城市轨道交通 直线感应电机 牵引能耗 仿真

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直线电机地铁系统技术经济分析研究 被引量：14

8

作者 冯雅薇 魏庆朝 孔令洋 《都市快轨交通》 2005年第2期25-28,共4页

简要介绍直线电机地铁系统的原理及应用, 从建设、运营及社会经济效益3个方面进行详细论述, 将该系统的技术经济性能与其他城市轨道交通系统进行全面的比较,认为该系统具有较好的技术经济特性, 推荐在我国城市轨道交通建设中使用。

关键词 地铁系统 直线电机 技术经济分析 城市轨道交通系统 城市轨道交通建设 社会经济效益 技术经济性能 技术经济特性

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现代轨道交通与交流传动互馈试验台 被引量：26

9

作者 郑琼林 林飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期21-25,共5页

回顾了轨道交通电牵引传动的发展历程,说明了电力电子技术对牵引传动的重要影响。介绍了一种新型的"双逆变器-电机"能量互馈式交流传动试验系统。文中讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点,并... 回顾了轨道交通电牵引传动的发展历程,说明了电力电子技术对牵引传动的重要影响。介绍了一种新型的"双逆变器-电机"能量互馈式交流传动试验系统。文中讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点,并给出了部分实验结果。最后提出了一种直线电机传动的互馈试验台的建设方案。 展开更多

关键词 轨道交通 交流传动 电力牵引 直线电机 能量互馈

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直线电机地铁车辆动力学性能仿真研究的新方法 被引量：6

10

作者 刘高坤 张江 +2 位作者 王树森 罗世辉 马卫华 《机车电传动》 北大核心 2015年第2期103-106,共4页

介绍了直线电机地铁车辆的特点,简单分析了直线电机的三向电磁力。考虑到用有限元模拟电磁场得到电磁力在空间上分布的方法的复杂性,结合工程实际需要,基于直线电机推力控制方法,提出一种新的方法,即用直线电机牵引特性曲线模拟直线电... 介绍了直线电机地铁车辆的特点,简单分析了直线电机的三向电磁力。考虑到用有限元模拟电磁场得到电磁力在空间上分布的方法的复杂性,结合工程实际需要,基于直线电机推力控制方法,提出一种新的方法,即用直线电机牵引特性曲线模拟直线电机对车辆的作用。最后用SIMPACK仿真牵引工况下直线电机地铁车辆的动力学性能。结果表明用该方法可以简单并且成功地对直线电机地铁车辆的动力学性能进行分析。 展开更多

关键词 直线电机 地铁车辆 牵引工况 动力学性能 仿真

原文传递

电动发电一体化电励磁直线同步电机性能分析 被引量：5

11

作者 王艾萌 刘长红 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2004年第4期20-23,共4页

介绍交通车辆用电动机、发电机一体化的电励磁直线同步电机的结构特点及工作原理;详细分析和探讨了直线发电机的谐波发电原理,并给出了计算模型;对直线电动机的推动力和悬浮力也做了具体分析和计算。

关键词 电励磁直线同步电机 性能分析 谐波发电原理 电动发电一体化 定子绕组 励磁绕组

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广州地铁4号线直线电机车辆紧急制动优化研究 被引量：4

12

作者 张红江 吴冬华 +1 位作者 张安 于晓杰 《机车电传动》 北大核心 2010年第6期60-62,66,共4页

针对广州地铁4号线直线电机车辆出现轮轨粘着系数降低时紧急制动距离延长问题,提出了对既有运营车辆增加撒砂装置和紧急制动优先使用电制动的改造方案,详细介绍了2种方案在既有运营车辆上实施改造的基本原理和特点。

关键词 紧急制动 撒砂装置 制动控制单元 牵引逆变器 直线电机 广州地铁4号线

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新型直线电机运输系统的牵引变流器设计 被引量：1

13

作者 宋永丰 赵雷廷 +1 位作者 王磊 刘志刚 《电子设计工程》 2011年第23期140-143,共4页

针对新型直线电机运输系统的需求,设计了牵引变流器的结构,主电路和控制系统,并给出了相关器件的选型过程。根据直线电机的数学模型,变流器采用滑模变结构的间接矢量控制策略,实现对直线电机初级电流的快速控制。对变流器进行了满载实... 针对新型直线电机运输系统的需求,设计了牵引变流器的结构,主电路和控制系统,并给出了相关器件的选型过程。根据直线电机的数学模型,变流器采用滑模变结构的间接矢量控制策略,实现对直线电机初级电流的快速控制。对变流器进行了满载实验考核,实验结果表明该变流器性能良好,工作稳定、可靠,满足新型直线电机运输系统的要求。 展开更多

关键词 新型直线电机运输系统 牵引变流器 滑模变结构 直线电机

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Halbach型空芯直线电动机绕组磁动势及牵引力计算 被引量：1

14

作者 陈殷 张昆仑 胡巧琳 《微特电机》 北大核心 2011年第11期8-10,共3页

从电流产生的磁场出发,推导了三相绕组产生磁动势在空芯直线电动机中的分布,并对基波磁动势进行了具体分析,得到其行波表达式。又采用解析法对Halbach型直线电动机的牵引力进行了研究,得到牵引力计算简单有效的解析公式,并用ANSYS对解... 从电流产生的磁场出发,推导了三相绕组产生磁动势在空芯直线电动机中的分布,并对基波磁动势进行了具体分析,得到其行波表达式。又采用解析法对Halbach型直线电动机的牵引力进行了研究,得到牵引力计算简单有效的解析公式,并用ANSYS对解析公式进行了验证,证明了解析法的准确性。 展开更多

关键词 空芯直线电动机 磁动势 牵引力 ANSYS 永磁电动悬浮 磁浮列车

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基于TCN动车组牵引电机控制系统建模方法研究 被引量：1

15

作者 李欣 李若琼 +1 位作者 董海鹰 任恩恩 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期726-728,753,共4页

针对动车组交流异步牵引电机的空间分布性特点,讨论了基于列车通信控制网络(TCN)的牵引电机控制系统建模方法。采用输入输出反馈线性方法对牵引电机的5阶非线性模型进行线性化和解耦,之后将其引入基于TCN的动车组网络控制系统,并考虑了... 针对动车组交流异步牵引电机的空间分布性特点,讨论了基于列车通信控制网络(TCN)的牵引电机控制系统建模方法。采用输入输出反馈线性方法对牵引电机的5阶非线性模型进行线性化和解耦,之后将其引入基于TCN的动车组网络控制系统,并考虑了网络控制系统中的网络延迟。使用动态输出反馈控制方法,得到网络化的异步牵引电机控制模型。运用Lyapunov稳定性理论对闭环控制系统进行了稳定性分析,给出了系统的渐近稳定条件。 展开更多

关键词 异步牵引电机 反馈线性化 列车通信控制网络 网络延时 建模

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异步牵引电机逆解耦中的零动态分析 被引量：1

16

作者 李欣 董海鹰 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2014年第3期24-27,共4页

针对逆系统方法解耦过程中会从原动力学系统中分离出零动态子系统的问题,采用坐标变换讨论了当γ<n时多输入多输出非线性系统的零动态求取方法。考虑动车组交流异步牵引电机建立在静止坐标系下的5阶非线性模型,对异步牵引电机逆解耦... 针对逆系统方法解耦过程中会从原动力学系统中分离出零动态子系统的问题,采用坐标变换讨论了当γ<n时多输入多输出非线性系统的零动态求取方法。考虑动车组交流异步牵引电机建立在静止坐标系下的5阶非线性模型,对异步牵引电机逆解耦时的零动态进行了分析。分析结果表明,如果能确保零动态的稳定性,那么就没有必要对原非线性系统进行全部线性化,只需要线性化其影响外部动态的一部分即可,进而简化异步牵引电机逆解耦过程。 展开更多

关键词 异步牵引电机 非线性 逆系统 线性化解耦 零动态

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半磁浮式城轨TFLSRM牵引力与法向力直接控制 被引量：1

17

作者 张瑞芳 葛宝明 毕大强 《高速铁路技术》 2010年第5期16-20,共5页

有效地控制横向磁场直线开关磁阻电机(TFLSRM)的牵引力和法向力,使两者的脉动均减小,是实现半磁悬浮式城轨交通车辆TFLSRM牵引系统必须要解决的难点。文章基于开关磁阻电机(SRM)的直接转矩控制(DTC)理论,提出了同时控制TFLSRM牵引力和... 有效地控制横向磁场直线开关磁阻电机(TFLSRM)的牵引力和法向力,使两者的脉动均减小,是实现半磁悬浮式城轨交通车辆TFLSRM牵引系统必须要解决的难点。文章基于开关磁阻电机(SRM)的直接转矩控制(DTC)理论,提出了同时控制TFLSRM牵引力和法向力的方法。仿真结果表明,该控制方法合理、有效。 展开更多

关键词 横向磁场直线开关磁阻电机 直接牵引力控制 直接法向力控制

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直线电机轨道交通牵引系统研究与试验 被引量：4

18

作者 李莉 张瑞华 +2 位作者 杜玉梅 葛琼璇 王珂 《机车电传动》 北大核心 2016年第6期88-91,共4页

详细介绍了直线电机轨道交通牵引系统的研究方法、技术方案与综合试验,通过试验结果及与进口产品的对比分析,证明了研究方法与技术方案的可行性。从研究数据可以看出,在相同的工况下,国产化牵引系统的牵引性能、制动性能均与进口设备相... 详细介绍了直线电机轨道交通牵引系统的研究方法、技术方案与综合试验,通过试验结果及与进口产品的对比分析,证明了研究方法与技术方案的可行性。从研究数据可以看出,在相同的工况下,国产化牵引系统的牵引性能、制动性能均与进口设备相当,国产化的牵引系统具备了全面代替进口系统的能力。 展开更多

关键词 直线感应电机 牵引系统 制动性能 国产化 轨道交通

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高速磁浮直线同步电机推力波动抑制方法研究

19

作者 康劲松 丁浩 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第10期1-6,共6页

高速磁浮直线同步电机推力波动是制约高速磁浮列车安全性的瓶颈之一,推力波动的抑制是提升磁浮列车安全可靠性与平稳舒适性的关键技术。本文对比常导高速磁浮与超导高速磁浮技术,介绍推力波动抑制的关键问题,概述悬浮间隙波动抑制控制... 高速磁浮直线同步电机推力波动是制约高速磁浮列车安全性的瓶颈之一,推力波动的抑制是提升磁浮列车安全可靠性与平稳舒适性的关键技术。本文对比常导高速磁浮与超导高速磁浮技术,介绍推力波动抑制的关键问题,概述悬浮间隙波动抑制控制方法、长定子直线同步电机精确建模以及推力波动抑制方向. 展开更多

关键词 高速磁浮列车 直线同步电机 牵引控制 推力波动抑制 精确建模 谐波电流

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某型直线电机转向架用一系橡胶牵引节点优化设计 被引量：2

20

作者 董永 柳禄泱 +2 位作者 黄友剑 荣继刚 程海涛 《机车电传动》 北大核心 2019年第2期103-106,共4页

从某型直线电机转向架用进口橡胶弹性元件故障着手,对其进行了国产化研制,并研究和探讨了一系橡胶牵引节点不同结构的优缺点,分析和比较了天然橡胶与氯丁橡胶在高温70℃下疲劳特性,采用有限元分析软件对工作载荷下橡胶的应力应变进行模... 从某型直线电机转向架用进口橡胶弹性元件故障着手,对其进行了国产化研制,并研究和探讨了一系橡胶牵引节点不同结构的优缺点,分析和比较了天然橡胶与氯丁橡胶在高温70℃下疲劳特性,采用有限元分析软件对工作载荷下橡胶的应力应变进行模拟计算,设计了一种贴近式结构的牵引节点。该结构通过有限元分析,相比层叠结构橡胶应变降低了15%以上。同时进行了2种结构常温和高温下的疲劳试验验证,验证结果表明优化后产品的疲劳性能提高了3倍以上。 展开更多

关键词 直线电机转向架 一系橡胶牵引节点 优化设计 有限元分析 疲劳试验

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