高温超导磁悬浮车导向力测试装置

介绍了一套基于高温超导磁悬浮实验车的整车导向力测试装置。该装置由两套推进系统和两套力传感器组成,传感器固定在车上。每套推进系统可在水平和垂直两个方向运动,可完成实验车在不同悬浮高度的横向导向力测试。两套推进系统通过链条齿轮连接,同步精度0.5mm,水平运动范围0～20cm,水平位移精度1mm;垂向运动范围0～10cm,垂直位移精度1mm。利用该装置测量了整车在不同悬浮高度的导向力,并初步研究了整车导向力与悬浮高度及横向位移的关系。     

轨道交通磁悬浮控制系统的研究

磁悬浮工程是一项新兴技术,悬浮控制技术是磁悬浮列车的核心技术之一,该课题主要以悬浮控制系统为控制对象,建立磁悬浮列车悬浮气隙控制的无静差系统。采用MATLAB软件中的SIMULINK控制工具箱对悬浮控制系统进行动态仿真。实验结果表明,系统的跟随性能和抗干扰性能好,突加负载扰动和卸载时恢复时间短,动态降落小,可以满足系统的要求。     

磁悬浮轴承发展及其研究综述

磁悬浮轴承是一种通过电磁力使得定转子间无摩擦的新型轴承,具有无摩擦、无油污、噪声小和使用寿命长等优点,因此受到国内外学者广泛的研究。本文首先介绍了磁悬浮轴承主要分类;然后对国内外的现有技术及已有成果进行了简要综述;接着从磁轴承的参数设计与优化、驱动技术、控制技术、转子位移检测技术等四个方面进行了介绍;最后对磁轴承未来的发展趋势进行了展望和总结。     

磁悬浮轴承控制研究综述

磁悬浮轴承凭借其无摩擦、无污染等优点,在需要轴承技术的各行业中占有越来越重要的地位。而磁悬浮轴承的应用,其控制是一大关键,这也是其与传统机械轴承的应用区别。磁悬浮轴承系统多输入多输出,具有非线性、高耦合性等特性,如何精准且安全控制是一大难点。就磁悬浮轴承的几种不同控制方法进行整理,并在最后进行总结以及趋势介绍。     

磁悬浮飞轮结构及电磁力线性化分析

为增加磁悬浮飞轮旋转速度,提高储能密度,需研究其本体结构及电磁作用机理.通过分析一种五自由度主动磁悬浮飞轮结构,建立对称两自由度电磁力公式,并基于泰勒级数展开原理分析电磁力线性化可能性.最后,通过仿真分析电磁力公式及实际磁悬浮飞轮位移与控制电流对应关系,验证线性化的合理性,为后续磁悬浮飞轮储能关键技术研究提供理论依据。     

磁悬浮无轴承电机悬浮力绕组励磁及控制方式分析

该文对磁悬浮无轴承电机悬浮力绕组的励磁及控制方式进行了分析。从磁悬浮无轴承电机的运行原理出发,通过将1台该种电机等效成具有不同极数的2台电机,研究电机内磁场和转子的相对运动,得出绕组极数选取方案与等效电机工作状态的关系。进一步推导出绕组极数选取方案与悬浮力绕组励磁方式的关系。从中可以看出绕组极 数选取方案决定悬浮力绕组的电能传递方向及它的励磁方式。针对悬浮力绕组存在的两种励磁及控制方式,重点讨论了悬浮力绕组工作在自励方式时,控制悬浮力绕组励磁电流的方法。提出一种采用逆变器并联电容器的新方法,该方法通过PWM逆变器控制悬浮力绕组中励磁电流。最后,进行了实验研究。     

轨道交通直流照明系统研究综述

轨道交通照明直流供电因具有供电效率高、安全性以及经济性良好等优点而正替代交流供电,是目前研究的热点和重点,为此对轨道交通低压直流照明系统包含的多个方面进行论述。针对轨道交通低压直流照明系统各部分在实际应用中存在的优缺点,从直流照明系统的运行可靠性、照明驱动电路、整流方案、接口类型,以及电气保护设备等方面进行多角度全面的论述,并结合实际工程提出相应的改进方案,对未来轨道交通直流照明系统在完善系统标准体系、建立高可信度故障诊断模型,以及健康状态评估方面提供新的研究方向。     

横向磁场磁通切换电励磁磁悬浮直线电机的研究

在传统磁通切换直线电机的基础上,提出了一种可用于轨道交通的横向磁场磁通切换电励磁磁悬浮直线电机(TMFFSEEMSLM)。研究TMFFSEEMSLM的结构与运行原理,该电机的定子为U形磁极,动子为双H形并通过横梁连接,产生横向磁通进行导向,电枢绕组和励磁绕组均位于电机短初级上实现磁通切换,次级仅由导磁铁心构成,电励磁实现气隙磁场调节,极大地降低了远距离轨道交通的制造成本,磁悬浮使电机的初级和次级实现无摩擦运动;建立该磁悬浮直线电机的数学模型,推导电压、磁链方程以及悬浮力、电磁推力和导向力的解析表达式;建立电机的三维有限元模型,分析电机的磁场分布及其电磁参数,对电机的悬浮力、电磁推力、导向力进行仿真,研究结果验证了电机结构的可行性,可以实现牵引、悬浮与导向的一体化。     

电磁悬浮系统的改进滑模控制方法

针对电磁悬浮系统存在的非线性、模型不准确性以及复杂运行工况对控制精度的影响,提出一种改进滑模变结构控制策略。通过对电磁悬浮系统进行建模分析设计,基于滑模变结构控制方法的位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,设计一种分段式变速趋近律,减小悬浮气隙跟踪误差和控制系统抖振,并引入速度状态量来降低控制系统在滑动模态初期过大的趋近速度。仿真和硬件实验结果表明,在采用改进滑模变结构控制策略后,系统的调节时间比传统滑模控制减少了60%,超调量减少了77%,具有更小的稳态误差和抖振,同等干扰情况下具有更强的抗扰动能力。本方法不仅能够有效提高电磁悬浮系统的控制性能,对于其他非线性控制系统也具有较好的参考价值。     

磁悬浮技术在人工心脏泵中的应用研究

在传统的人工心脏泵技术存在的问题上,如润滑、血栓的形成和溶血等,引进了磁悬浮技术,利用磁悬浮具有无接触、无摩擦和无润滑等优点来对血泵进行了新的研究。同时,采用AT89S51单片机作为控制器,输出三种波形(方波、正弦波、梯形波)作为心脏泵电机的驱动激励信号。人工心脏泵可满足生命医学工程领域中的相关实验要求。     

飞轮储能与轨道交通系统技术融合发展现状

飞轮储能系统作为当前最受关注的储能系统之一,在轨道交通领域的优势较为显著.基于轨道交通领域中最为典型的城市轨道(地铁)及高铁系统,分析了飞轮储能技术的研究应用现状及发展趋势.介绍了飞轮储能的技术原理及其特点,基于两种典型轨道交通系统,梳理了飞轮储能技术的应用现状;分析并展望了飞轮储能技术在轨道交通领域的发展趋势,为行业...     

轨道交通用钛酸锂电池不一致性研究

以搁置一年的钛酸锂电池单体及模块为研究对象,分别对不同荷电状态下搁置的单体和模块进行初始电压、剩余电量、充放电容量等参数的测试,得出单体电池电压及内阻分布;并采用容量增量分析法分析钛酸锂电池在浮充搁置状态下性能的变化,进而研究不一致性对长期处于浮充状态的辅助电源寿命及性能产生的影响。通过整箱电池的电压分布,结合OCV-SOC特性曲线,选出浮充的最佳电压点,为轨道交通中使用的钛酸锂电池充放电控制策略的制定提供可靠依据。     

我国轨道交通建设历程

目前 世界上百余座城市共建设了轨道交通线7000多km。其中,东京接近2000km,年乘客100亿人次伦敦408km;巴黎共有15条线路,全长199km,已占公交份额的70％;纽约则有27条地铁,全长443km;莫斯科有9条地铁,全长243km,日搭乘量达800多万人。     

双端供电模式下高速磁浮列车牵引控制策略研究

双端供电模式是磁浮列车高速稳定运行的一种重要工作模式,本文建立了该模式下磁浮列车的数学模型,并提出了相应的牵引控制策略。在Simulink中搭建了控制系统仿真模型,对比了不同控制条件下磁浮列车的运行情况,仿真结果证明了控制策略的有效性。最后将提出的控制策略在硬件在环的高速磁浮交通实时仿真平台进行了验证,半实物仿真结果表明在所提的控制策略下高速磁浮列车可以可靠运行。     

磁浮管轨直线感应电机牵引悬浮协同优化设计

在磁浮管轨运输系统中,采用悬浮电磁铁与直线感应电机(linear induction motor,LIM)同平面安装方案,可有效减小 盾构面积,降低建设成本;同时,LIM 法向力能够提供辅助悬浮力,提高系统综合能效。围绕牵引力与法向力协同优化中建模 求解误差大、优化复杂等问题,提出一种基于响应面法的一体化 LIM 优化设计方法。首先,确立牵引力及法向力设计目标,完 成电机初始设计。其次,结合Box-Behnken试验设计法和方差分析法,分析电机参数对牵引力和法向力的影响规律,确定敏感 参数集。再次,利用响应面法建立关于敏感参数的二阶代理模型,并通过了模型拟合度检验。在加工精度与电机饱和等约束 下,通过二代非支配排序遗传算法对代理模型进行多目标寻优。最后,利用Maxwell 软件对优化前后的电机进行时步有限元 仿真。结果表明,在工频、额定电流15A 的工况下,初始电机的牵引力和法向力分别为305.9和-60.5N, 优化后为309.4和 一309.3 N, 优化后性能指标显著提升,设计误差分别为3.13%和3.10%,表明了协同优化设计方法切实有效。     

Electromagnetic compatibility of electric rolling stock for rail transportation

A circuit design is proposed and the possibilities for incorporation of an input double-notch low-frequency ripple filter are considered. Recommendations regarding the use of mathematical models for the calculation of transient processes in a DC electric-traction network are given. An analysis of the simulation of processes in a low-frequency filter shows that the emission of interference by the electric rolling stock should be estimated using the wavelet analysis since this approach best suits the studies of nonstationary signals.     

光伏声屏障发电系统在轨道交通上应用的探索

介绍了在上海城市轨道交通沿线安装的8 kW并网型光伏声屏障发电系统.从选址、环境状况、形式、电气连接、发电量预测等方面介绍了光伏声屏障发生系统的总体设计.并介绍了施工经验,指出把太阳能光伏发电技术引导到交通建筑上,对于大城市交通建设具有普遍的意义.     

LED显示屏技术综述

LED显示屏作为现代信息发布的重要媒体，在许多领域得到了广泛的应用。介绍了LED显示屏的概念、规格、分类、原理，综述了LED显示屏国内外研究现状，重点分析了LED显示屏的常用控制技术的优缺点。最后提出了Internet、无线寻呼和LED显示屏相集成的解决方案，可以满足一些远距离、分散、移动、大规模群显等LED显示屏应用场合中脱机显示、自由编辑、大容量信息发布的要求。     

城市轨道交通新型供电系统监控试验平台研究

提出了新型供电系统监控平台设计方案,将以太网和虚拟仪器技术相结合,使用LabVIEW设计用户监视界面,实现了供电系统的实时监测。为方便设计人员调试和修改控制参数,还设计了PWM整流器子系统控制器,通过RS485总线MODBUS通讯协议实现PWM整流器子系统的即时控制和显示。论文完成监控平台的软硬件设计,通过在实际供电系统上的运用,实现了预期功能,效果明显。     

Proposal of permanent magnet repulsive maglev transportation system: possibility of automobile with magnetic levitation

This paper describes a maglev transportation system for automobiles. The track is an array of permanent magnet blocks, and the levitating body is the bedplate which consists of permanent magnet plates, propulsion coils, levitation coils, and guidance coils. The feature of this system is that an automobile equipped with the bedplate is free to approach into the track or to swerve from the track by using four wheels with the lift. The force acting on the levitating body is calculated on the assumption that each permanent magnet can be expressed as a surface current. From the calculation results, it is proven that an automobile of 4.35 m length, 1.8 m width, and 1700 kg weight can run at a speed of 500 km/h against the air resistance force of 3704 N on the condition that the battery has an output of 337.5 V and a capacity of 190 Ah. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 159(3): 65– 76, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20491