中低速磁浮列车悬浮控制器电磁兼容设计

在中低速磁浮列车系统中,悬浮系统是核心子系统。由于列车平稳性和悬浮稳定性的要求,悬浮系统对信号的信噪比要求高,但实际中信号传输距离比较长,所处的电磁环境复杂,干扰强。提出了一种系统方案,从悬浮系统主电路、传感器信号传输、采样和处理机制、分布电源以及系统接地等方面综合设计,系统解决悬浮系统中的电磁干扰问题,提高悬浮系统信号的信噪比。通过实验验证了综合设计方案的可行性以及工程的可靠性。     

高速磁浮列车悬浮导向控制调试系统设计与研究

悬浮导向控制系统是磁浮列车的关键子系统,其控制参数的调试影响着列车的安全运行.多控制器控制参数的调试复杂耗时,需根据列车状态反复调整以达到最优状态.基于 CAN 总线搭建单节车并基于以太网搭建整列车的悬浮导向控制调试系统,采用 VC＋＋设计上位机监控调试系统,实时采集显示列车各控制器状态信息,并进行在线滤波处理.调试人员根据状态信息确定控制参数,并通过监控调试系统对控制参数进行调整.为保证行车安全,引入控制参数校验功能.该调试系统可实现上位机与悬浮导向控制器之间的实时数据交流与高效数据分析,提高悬浮导向控制系统调试的工作效率。     

磁悬浮列车悬浮系统容错控制的研究

磁浮列车的悬浮系统是具有多传感器、多控制器的复杂非线性系统,其运行环境十分复杂。一旦发生故障或失效就有可能造成人员伤亡或财产损失。本文以磁浮列车悬浮系统为研究对象,设计满足要求的容错控制器,以改善系统的性能。采用基于线性矩阵不等式处理方法,利用李亚普诺夫稳定性理论等原理,对悬浮系统的容错控制问题进行了研究。     

HSST型磁浮列车悬浮电磁铁的优化设计

利用解析方法分析了HSST型磁浮列车悬浮电磁铁在工作过程中的弯曲变形情况以及变形对电磁悬浮力的影响;在此基础上,提出了对国内现有悬浮电磁铁的改进方案,并对改进后的悬浮电磁铁进行了变形量的解析分析和电磁力的仿真分析,分析结果表明:改进后的悬浮电磁铁不仅能够增加磁浮列车悬浮系统的浮重比,同时也能有效地降低悬浮电磁铁在工作过程中的变形量。     

基于Maxwell的混合悬浮电磁铁电磁特性研究

悬浮电磁铁是悬浮控制系统中的执行元件,用于提供完成悬浮所需要的电磁力,其电磁特性直接影响着磁浮列车的性能.针对中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁的电磁场特性进行了有限元分析.用Ansoft 软件中的Maxwell 2D模块对悬浮电磁铁进行二维建模分析,得出电磁力随电流、气隙变化的规律;其次分析了电磁铁发生偏移、滚动等情况时的电磁场及电磁力变化规律,与非混合情况比较,并得出结论.     

悬浮电磁铁对中低速磁悬浮列车电磁干扰研究

悬浮系统是中低速磁浮列车的核心独有部件,是研究列车电磁兼容关键因素及特征的基础。基于其悬浮系统的构成和工作原理,本文对悬浮电磁铁对中低速磁悬浮列车的电磁干扰影响进行研究。采取Ansoft Maxwell 3D仿真软件对电磁铁模块进行电磁仿真计算,并通过试验对悬浮电磁铁周围磁场强度进行采集。研究结果表明,悬浮电磁铁对车载设备的电磁干扰影响可忽略。     

中低速磁浮列车悬浮蓄电池选型设计研究

中低速磁浮列车悬浮蓄电池在330V电网的能量调节、补偿以及悬浮电源失效时作为紧急备用电源起到重要作用.基于中低速磁浮列车的悬浮电网特点,分析车辆对悬浮蓄电池的需求,研究蓄电池匹配的类型、相关标准以及电压、节数、容量等参数,推选一种高倍率的磷酸铁锂满足车辆的轻量化、高能量密度、高安全性要求,并通过相应的运营考核验证.     

基于误差积分性能指标的悬浮系统仿真分析*

以磁浮列车悬浮系统为研究对象,结合动力学和电磁学方程,建立了单点悬浮电磁铁的数学模型,并采用PID策略对其进行控制。仿真结果表明,经过误差积分综合性能指标测试模型的优化后,所选PID参数的控制效果更好。这种方法比动态性能指标的计算更方便,为后续悬浮系统控制模型的调试提供了便利。     

三电平悬浮斩波器性能研究

采用两电平控制技术的磁浮列车悬浮斩波器由于较大的输出纹波电流引起的悬浮力波动,影响了悬浮控制的精度和稳定性.提出了一种采用三电平控制的悬浮斩波器,分析了其主电路和工作原理,针对输出电流纹波、响应速度、输入电源电压对输出电流的影响等3方面进行了对比仿真分析,并给出了试验验证结果.     

磁浮列车悬浮控制器主电路实时仿真

以中低速磁浮列车悬浮控制器主电路为研究对象,建立了充电回路和斩波器电路的数学模型。利用dSPACE实时仿真软件和硬件平台建立了悬浮控制器主电路仿真模型,并对充电回路和斩波器电路以及电流跟随情况进行了仿真验证和对比分析。仿真和测试结果表明,建立的悬浮控制器主电路仿真模型较为准确,为后续用仿真模型替代真实的悬浮控制器主电路提供了理论依据,为悬浮控制策略的开发与调试奠定了基础。     

高温超导磁悬浮力三维测量系统设计

高温超导磁悬浮因其独特的无源自稳定优势,在高速轴承、轨道交通和飞轮储能系统等领域有着广阔的应用前景。 为 了探究高温超导磁悬浮系统的悬浮特性,设计了一种适用于测量磁悬浮轴承悬浮特性的高温超导磁悬浮力三维测量系统。 首 先,基于伺服驱控的三轴联动直线模组与三轴力传感测量单元设计了测量系统硬件部分,利用 LabVIEW 设计了数据采集单元, 以实现数据连续采样及其图像化。 其次,在恒载和永磁悬浮系统下,对高温超导磁悬浮力三维测量系统的测量精度进行校验。 最后,建立了超导体-永磁悬浮系统有限元模型,仿真并测量了高温超导体在零场冷和场冷条件下的悬浮力特性,仿真与测量结 果保持基本一致。 结果表明,该测量系统具有测量精度高(0. 5%),三维空间定位准确( ±0. 02 mm),被测对象相对运动时三轴 力同步测量(最大悬浮力 500 N,导向力 200 N)等特点。     

高温超导磁浮模型车的实验研究

本语文简要地介绍了一辆永磁型高温超导磁浮模型车的结构,分析了不同冷却间隙时的悬浮力,导向车的试验曲线以及直线电机定子绕组电流波形。根据试验分析结果,作者提出了一种电磁型高温超导磁浮模型车的结构 。     

一种磁悬浮直线开关磁阻电机悬浮模块设计与分析

磁悬浮直线开关磁阻电机继承了直线开关磁阻电机的优点,结合有效的悬浮设计方案,在磁悬浮运输系统中具有一定的应用潜力。研究了磁悬浮直线开关磁阻电机的悬浮模块及其改进结构,分析磁场分布和磁路模型,在此基础上,利用有限元软件进行仿真,通过结果分析发现所提出结构具有天然解耦的结构特点,可以实现悬浮力控制和推力控制解耦以及悬浮力控制与动子前进位置解耦,通过线性调节悬浮电流即可线性控制悬浮力,使悬浮电流控制为标量控制,大大降低了悬浮控制系统的复杂性。此外,改进结构可以有效提高悬浮电流利用率,减小悬浮绕组损耗。     

Characteristics of LSM combined propulsion,levitation and guidance

In commercializing the superconducting maglev system, it is important to reduce the cost, especially that of ground coils installed all along the guideway. The ground coils designed for Yamanashi test track under construction are composed of both octagonal-shaped null-flux coils for EDS (Electrodynamic Suspension) and double-layered armature coils of LSM (Linear Synchronous Motor). The former reduces the magnetic drag of the running resistance, and the latter reduces the electromagnetic fluctuation in the superconducting coils. In addition, the octagonal-shaped coils can generate propulsion force by being connected to the power supply. This system can generate levitation force, guidance force and propulsion force by the same ground coils. Therefore this system is expected to reduce the cost of ground coils, the number of which is decreased. This paper presents the principle and analytical formula of the combined propulsion, levitation and guidance system (PLG system), including one for angles. In addition, using numerical examples, the characteristics of this system are expressed.     

Performance evaluation of continuous levitation in an active‐maglev system using YBCO bulk and multiple electromagnets

We have designed and constructed a new type of active‐maglev system using YBCO bulk and two electromagnets and have demonstrated that levitation height was remarkably improved by continuous levitation. In the active‐maglev system, however, the upper and lower coils differed in the coil size and an iron plate beneath the lower coil was used to enhance the magnetic field around the bulk. Considering the real application to maglev transporter in the axial direction, we must realize continuous leviation using a larger number of electromagnets without such iron plate and enable the levitation height to be controlled freely. In this paper, we demonstrate continuous levitation while controlling the leviation height using three‐ and five‐electromagnet systems and investigate electromagnetic behavior within the bulk using an FEM computer program. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(2): 25–33, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10055     

永磁电动式磁悬浮装置的研究

针对目前电磁式磁悬浮系统悬浮气隙小且需要复杂的闭环控制等问题,永磁电动式磁悬浮系统具有悬浮气隙大和本征稳定的特性不需要复杂的闭环控制即可实现稳定的悬浮等优点.从电磁场的角度出发,建立永磁电动式磁悬浮系统的数学模型,研究其动态特性,得到悬浮力和制动力的解析表达式;建立Ansoft有限元模型,分析得出了系统的磁场分布,电磁...     

电动电磁混合磁浮悬浮稳定性及技术特性分析

针对EDS(electro-dynamic suspension)型磁浮系统自振较大的不足，研究一种EDS和EMS(electro-magnetic suspension)混合作用的磁浮技术。基于该系统的动力学模型，利用劳斯判据进行悬浮稳定性分析，结果表明，纯粹的EDS 系统是临界稳定的，而引入EMS 后即使对其不施加主动控制作用，只要EDS 悬浮力达到一定比重即可实现稳定。通过选取4种典型情况进行数值计算，验证了所给稳定条件的正确性。论文还对混悬系统的技术特性进行分析，指出EMS 部分既可完全利用车载永久磁铁实现，亦可再辅以零功率控制线圈来提供更好的主动阻尼。所增加的EMS 控制器的体积重量功耗小、部件少、无需通过冗余来保障安全，且对轨道的精度要求低。EDS 和EMS 混合磁浮技术可以发挥二者的优点而克服各自的不足，具有潜在应用前景。     

电磁永磁混合悬浮系统的神经元PID控制

悬浮控制是磁悬浮系统的关键问题之一,其牵引系统必须在稳定悬浮的基础上设计。为了降低悬浮的能量损耗,在本文的悬浮系统中加入了永磁磁极。提出了结合神经控制和传统PID控制的混合悬浮系统的神经元PID控制策略,该策略有很好的在线学习能力,自适应神经元通过自学习和相关搜索方法．用于调节PID控制器的参数,实现实时性能优化。所提出的控制策略经实验验证,在未知数学模型的情况下,可实现快速、精确和稳定的悬浮。     

Levitation force assist through LSM armature currents in superconducting maglev vehicle

In a superconducting maglev vehicle, levitation forces produced by the interaction between the ground levitation coils and the onboard SCMs become insufficient when the running speed is low. This paper presents a levitation force assist method through the control of LSM armature currents, which usually function to generate propulsion forces. The levitation assist system is constructed in terms of d‐axis armature currents, leading to the definition of the vertical force coefficient of propulsion system. The calculated results show the feasibility of the system, which produces damping forces as well as levitation assist forces. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(4): 45–52, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20260