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基于同步电机的新型中低速磁浮列车牵引问题研究
| 论文题名： | 基于同步电机的新型中低速磁浮列车牵引问题研究 |
| 关键词： | 同步电机;中低速磁浮列车;牵引控制系统;优化设计;空芯线圈;电流环 |
| 摘要： | 现有低速磁浮列车的主要缺点在于速度低、牵引效率低。高速磁浮列车的主要缺点为系统复杂、造价高、转弯半径大。为了弥补现有磁浮列车的不足，同时保留优点，拓宽磁浮列车的应用领域，本课题提出了一种采用Halbach永磁+空芯线圈型同步直线电机的新型中低速磁浮列车（CMST）。本文以该新型中低速磁浮列车为对象，研究了新型电机结构参数优化、牵引控制系统设计等问题。具体研究内容包括： 1.优化CMST新型电机的结构参数。研究电机牵引力的计算方法，利用有限元法进行验证，在此基础上，分析列车的加速能力；研究电机牵引效率、供电电压的解析计算方法，分析电机长定子尺寸、齿槽宽度等结构参数对电机效率和供电电压的影响，指出为提高牵引效率，应尽量减小定子分段长度、增加定子宽度、在保证加速能力的前提下减小齿宽；给出电机优化设计实例。 2.CMST新型电机性能分析与测试。研究对比电机采用空芯线圈与铁芯线圈的不同，分析计算两种结构下电机的磁场、电磁力、牵引效率和功率因数；研究CMST最节能运行速度、平均效率和能耗的计算方法，指出CMST运行于110～130km/h时，牵引效率最高；对CMST新型电机进行磁场和牵引力测试，验证其牵引加速度基本达到1.1m/s2。 3.研究CMST牵引控制系统。分析Halbach永磁和空芯线圈对牵引控制的影响；开展牵引控制系统设计，研究基于id＝0的控制方法，保证法向力为零；设计解耦电流环，根据定子分段长度调节控制器参数；应用Simulink进行仿真，验证设计的有效性。 |
| 作者： | 李睿豪 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 李云钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 国防科学技术大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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