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高温超导EMS磁浮系统方案研究
| 论文题名： | 高温超导EMS磁浮系统方案研究 |
| 关键词： | 高温超导;EMS磁浮系统;悬浮气隙;PID控制器;ANSYS仿真 |
| 摘要： | 磁浮技术作为20世纪的一项新兴技术，得到广泛的应用，对它的研究方兴未艾。磁浮技术的应用之一即磁浮列车作为一种新型地面交通工具，已经在实践中得到了成功的应用。对于纯电磁吸力型磁浮系统(EMS)，由于悬浮力全部由电磁铁提供，在运行中能量的消耗不可忽视，而且影响悬浮气隙的进一步增大。而EDS磁浮列车一般采用低温超导磁体，悬浮气隙较EMS磁浮列车大，但只能在列车达到一定的运行速度后才能实现悬浮；磁场很强又无闭合铁芯磁路，在列车车厢中有较强的磁场。 随着高温超导线材性能的不断提高，到今天，临界电流超过100A，临界电流密度超过10000A/cm2的Bi2223/Ag高温超导线材已经在超导电缆、超导电机、超导磁储能装置等强电领域得到应用。利用高温超导导线取代传统的常规导线用于EMS磁悬浮装置的激励线圈成为一个重要的研究方向，如果能够直接控制超导线圈，让其像常导线圈一样提供电磁悬浮需要的能量，由于超导线圈的零电阻特性，使整个回路中的电阻大为减小，可达到增大悬浮气隙，节省能量的目的。 本文通过ANSYS仿真建立了高温超导EMS悬浮小车的模型，分析了高温超导EMS悬浮系统的基本原理。概述了以高温超导磁铁为核心的实验装置设计，Bi2223/Ag超导线圈参数及特性。并以实际模型为蓝本，通过ANSYS仿真计算了定气隙悬浮时超导电流和超导电感，结合超导线材特性分析其临界电流状况，分析其可行性。对高温超导体失超的的机理进行了分析，并阐述了高温超导体失超原因的分析现状。最后阐述了纯超导悬浮的基本控制思路和PID控制方法，设计了PID控制器，进行仿真，说明悬浮控制的稳定性的同时，结合超导特性，说明设计的可行性和实验中可能存在的风险。相信随着高温超导线材性能进一步提高，高温超导EMS技术的应用前景将会更加光明。 |
| 作者： | 何亮 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 王莉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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