超导电动悬浮系统基于有限元-解析耦合算法的力特性分析

发布时间：2025-05-29 03:26

　　 超导电动悬浮系统具有悬浮气隙大、稳定性好、无需控制等优点,适用于高速磁悬浮列车。针对该磁悬浮系统,论文提出了一种有限元-解析耦合算法,解析法基于动态电路原理对系统建模,而有限元则用于计算系统模型中的部分电感或全部电感,从而提高计算精度。基于耦合算法,计算了系统不同运行速度、不同悬浮气隙与不同导向偏差时的悬浮力特性曲线,并与有限元、解析法进行比较,验证了耦合算法的精确性与快速性。

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【部分图文】：

图9 悬浮力随悬浮高度的结果对比

基于前述的有限元分析法、解析法与二种耦合算法，可以计算出系统的悬浮力特性。图9显示了75mm悬浮高度、500km/h速度下的计算结果。由于有限元模型更接近实际模型，结果将更准确，因此以JMAG有限元仿真结果作为标准，得到各方法与有限元仿真结果的误差大小，如表2所示。解析法的误....

图10 悬浮高度与运行速度的关系曲线

当车辆速度增加时，电动磁悬浮列车的悬浮力不断增大，直至悬浮力与列车自身重量相等时，列车达到稳定悬浮状态(交叉与非交叉系统在轨道中心线位置，即无导向偏差时，悬浮力大小相差无几)。图10为采用耦合方案一得到的悬浮高度与速度的特性曲线。由图10可见，车辆提速到一定程度之后，其稳定悬浮的....

图11 无交叉系统中速度、导向偏差对悬浮高度的影响

在运行过程中，列车的导向出现偏差时，车辆将偏离轨道中心线，并造成车辆与两侧8字形悬浮线圈距离不等的现象。此时线圈之间的互感发生变化，线圈电流、列车悬浮力改变，距离减小的一侧产生的悬浮力增大，距离增大的一侧反之，由于增大程度高于减小的程度，因此偏移后两侧悬浮合力增加、稳定悬浮高度增....

图12 不同导向偏差对悬浮高度的影响

另外，据文献可知，两侧8字线圈交叉连接的方式，相比无交叉系统具有更好的悬浮刚度[1]，因此针对两种连接方式进行了比较分析。图12为交叉与无交叉系统在不同导向偏差时的悬浮高度，图13为交叉与无交叉系统不同导向偏差时两侧悬浮力的差值大小。显然，当偏移的距离增大时，两侧的悬浮合力增幅越....

本文编号：4048653