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高温超导磁悬浮动态特性及改善方法研究
| 论文题名： | 高温超导磁悬浮动态特性及改善方法研究 |
| 关键词： | 铁路工程;高温超导磁悬浮;动态悬浮力;轨道磁场;涡流阻尼器;减振弹簧 |
| 摘要： | 自高温超导磁悬浮现象发现以来，高温超导磁悬浮以其独特的无源自稳定优势被广泛应用于超导轴承、飞轮储能和轨道交通等领域。2000年西南交通大学研制成功世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车，掀起了高温超导磁悬浮车研究热潮。此后，该小组在十几年的研究工作基础上，于2014年6月搭建完成并调试成功世界首例真空管道高温超导磁悬浮车试验平台，将高温超导磁悬浮与真空管道运输方式结合起来，受到世界范围的广泛关注。 目前有关高温超导磁悬浮的研究，主要集中在准静态宏观电磁特性上，包括悬浮力、导向力、刚度及力弛豫等。然而磁悬浮车在实际运行过程时，超导块材将不可避免经历不均匀的外磁场，会对超导体的悬浮性能产生影响。为此本论文首先研究了高温超导磁悬浮动态测试系统永磁轨道圆盘横向不同位置的轨道磁场不均匀性，同时对轨道运动条件下的磁场波动变化情况进行了研究，发现轨道磁场沿运行方向存在不均匀性且聚磁铁轭能有效缓解磁场的不均匀度。 然后研究了高温超导块材在准静态下的悬浮特性及其表面磁场，重点分析在不同场冷高度和工作高度往返测试中及弛豫条件下的悬浮力及块材上下表面不同位置的磁场变化，并从超导体表面磁场角度出发阐述其悬浮力变化的本质原因，发现块材的悬浮力与磁场的变化紧密相关。随后研究在动态运行条件（包括不同运行速度、场冷高度、工作高度及循环加减速）块材的悬浮力及相应的表面磁场变化，分析波动的外部磁场对高温超导磁悬浮系统悬浮性能的影响。 最后，针对高温超导磁悬浮车的动态运行特性，本文提出并验证了两种改善方法:一是在块材底部添加铜片作为涡流阻尼器研究对动态悬浮力和振动特性的影响，发现涡流阻尼器能提升磁悬浮系统的悬浮性能，抑制运行条件下的悬浮力衰减，同时0.5mm厚度的涡流阻尼器对磁悬浮系统的动态振动特性改善效果较为明显;二是在高温超导磁悬浮系统中引入弹簧作为减振措施，研究其对悬浮小车簧上部分振动特性的改善效果，结果表明减振弹簧能大幅度减小簧上负载部分的振动加速度幅值，并且能屏蔽高频(＞30 Hz)下的外部激扰。 |
| 作者： | 车通 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 邓自刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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