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真空管道HTS侧浮列车驱动系统研究
| 论文题名： | 真空管道HTS侧浮列车驱动系统研究 |
| 关键词： | 真空管道;高温超导磁悬浮列车;直线感应电机;驱动系统;电磁推力 |
| 摘要： | 在漫长的人类发展史中，追求更高效、舒适的代步工具一直都是社会发展的潮流和趋势。古来素有武将骑马打天下（高效），儒生坐轿治庙堂（舒适）的传统，今天人类的出行则主要依靠汽车、高铁、飞机等交通工具。当前，人类社会中最快速的地面和空中交通工具分别是高铁和飞机，尤其是中国高铁在全世界备受瞩目，代表了“中国速度”。但在更高速度的未来展望中，高铁列车由于轮轨摩擦机制导致速度提升空间有限，于是迫切需要一种速度600km/h以上的地面交通工具来填补这个空白。真空管道和磁悬浮交通的结合将是该领域的有力竞争者。 西南交通大学作为国内轨道交通行业的先驱者，早在2011年就开始了对真空管道高温超导磁悬浮系统的探索。为解决真空管道环线运行离心力的问题，自主研制出真空管道HTS侧浮试验系统，即车体侧壁安装有高温超导体，真空管道沿管壁铺设永磁双轨道，车体下方使用直线感应电机提供驱动力。本文结合真空管道侧浮的结构特性，以直线感应电机为研究对象，研究了用于真空管道侧浮系统驱动的直线电机特性。 首先，详细介绍了真空管道HTS侧浮实验系统的结构参数，以及真空管道的几个主要组成系统:直线电机驱动系统、分段供电控制系统和测量系统。其次介绍了直线电机静态特性测试平台，直线电机的相关静态起动推力都在此平台进行实验;最后在旋转电机理论的基础上，介绍了直线电机的电磁理论基础，以及直线电机与旋转电机相比特殊的性质，并给出了直线感应电机的等效电路模型。 然后建立了直线感应电机的二维电磁场模型，建立了直线感应电机的分层理论模型，结合表面阻抗法推导出复合次级直线感应电机电磁推力和法向力理论公式。通过有限元仿真的方法，研究了直线感应电机采用复合次级时各次级导体层参数变化对电机驱动性能的影响。并对直线感应电机样机进行了静态测试实验，实验和仿真结果较为一致，其结果为真空管道HTS侧浮系统中直线感应电机的设计提供了有力的参考价值。 接着通过实验和仿真研究了真空管道侧浮系统中离心效应对直线感应电机驱动性能的影响。结果表明，不论是电机气隙还是径向位移增大的情况，对直线感应电机的推力均起到削弱的作用。该部分内容旨在探究合理的垂直位移和径向位移范围，为侧浮式真空管道高温超导磁浮车初始悬浮位置设计提供参考。 最后根据真空管道侧浮系统动态实验数据，研究了真空管道不同气压环境下磁浮车所受阻力的变化，进而求得加速过程中驱动推力的变化情况，并推导出动态阻力和推力的经验表达式。 |
| 作者： | 崔宸昱 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 赵勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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