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非理想高温超导磁浮轨道系统悬浮力
| 论文题名： | 非理想高温超导磁浮轨道系统悬浮力 |
| 关键词： | 超导磁浮轨道;磁悬浮力;矩形永磁体;磁场分布 |
| 摘要： | 近些年间，随着磁悬浮列车的逐渐成熟，对磁悬浮的探索不断更新，众多研究者不断开展对高温超导体和永磁体之间的作用力（磁悬浮力）的研究。目前悬浮力的研究多集中在实验研究部分。随着物质的消耗和磨损，永磁体不是完整无缺的，针对含缺陷永磁体，以及非理想高温超导磁悬浮系统的悬浮力的研究相对较少。本文针对非理想矩形永磁-超导悬浮系统，对非理想矩形永磁体的磁场分布进行了理论和仿真研究，同时对非理想高温超导磁浮轨道系统的悬浮力进行了仿真分析，主要的研究内容和结论如下。 首先对理想型单块矩形永磁体和永磁轨道的解析表达式进行了推导和验证，并同时利用仿真软件建立仿真模型，结合仿真结果，得到矩形永磁体磁场分布的主要特征，在此基础上提出了获得较大的悬浮力的可能途径。 对三维电磁本构方程进行了推导，得到竖向移动时系统磁悬浮力的计算方法，并通过和仿真软件的结合验证了该理论的可靠性。 结合理论推导，建立对应的仿真模型，研究了理想型矩形永磁体的磁场分布规律。同时建立非理想矩形永磁体的理论模型和对应的仿真模型，分别从表层缺陷以及内部缺陷对其进行了相应的电磁分析，得到不同缺陷下非理想单块矩形永磁体磁场的变化规律。根据上文推导的三维电磁场控制方程，结合实验和仿真，计算了理想高温超导悬浮系统的悬浮力，同时建立非理想高温超导悬浮系统仿真模型，完成对非理想高温超导悬浮系统悬浮力的仿真计算，得到不同缺陷下悬浮力的变化规律。 通过实验和仿真结合的方式对理想高温超导磁浮轨道系统进行了计算，得到第二种永磁轨道优于第一种永磁轨道的结论，同时通过仿真软件验证了模型的准确性。在此基础上通过对两种不同的非理想永磁轨道和非理想高温超导磁浮轨道系统的仿真计算，得到不同缺陷对永磁体的电磁特性以及磁悬浮力的影响。仿真结果为悬浮系统的悬浮性能提供了理论参考价值，同时为高温超导悬浮系统的优化设计提供了理论参考依据。 |
| 作者： | 孙子阳 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 赵宪锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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