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原文传递外部扰动条件下高温超导YBCO块材在永磁轨道上的磁悬浮性能

论文题名：	外部扰动条件下高温超导YBCO块材在永磁轨道上的磁悬浮性能
关键词：	高温超导体;磁悬浮;永磁轨道;悬浮力
摘要：	2000年12月31日，我国西南交通大学超导技术研究所研制成功世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车。2004年，德国、俄罗斯也相继研制出了载人高温超导磁悬浮实验车。高温超导磁悬浮车技术以其独特的优势在交通运输领域显示出良好的应用前景和巨大的经济开发潜力。随着对高温超导磁悬浮性能研究的深入，高温超导磁悬浮车技术离实际应用越来越近。因此，很有必要对其进行实用化研究。本论文采用实验和计算相结合的方法，主要研究了实际运行过程中的三种外部扰动条件下高温超导块材在永磁轨道上的磁悬浮性能。实验研究方面，利用国家“863”项目研制的高温超导磁悬浮发射样机系统和高温超导磁悬浮测试装置SCML-2搭建论文所需的实验平台，对轨道坡度、载重、振动条件下的磁悬浮性能进行了相关实验研究。计算方面，论文根据磁通流动和蠕动模型，采用数值计算方法对悬浮于永磁轨道上方的高温超导块材的悬浮力进行计算，并对计算结果的正确性进行了深入细致的实验验证，证明了这种计算方法具有较高的可靠度，同时利用该算法分析了块材在永磁轨道上方运动过程中电流密度分布的变化情况。在此基础上，利用该算法进行相关的计算研究。本论文首先对轨道坡度情况下的高温超导磁悬浮性能进行了实验研究。作者通过对高温超导磁悬浮车爬坡过程的简化分析，得出研究方案，之后进行了相关的爬坡实验研究；然后首次进行了爬坡过程的模拟实验，主要针对坡度情况下高温超导磁悬浮性能参数(悬浮力、导向力、悬浮力刚度及悬浮高度等)的变化情况进行研究。这一部分内容的研究，国内外尚属首次。其次，作者对载荷变化条件下的高温超导磁悬浮性能(主要包括车体悬浮高度漂移、悬浮力弛豫)进行了研究。主要针对高温超导磁悬浮实验车在加载和减载条件以及重复加减载条件下的悬浮漂移情况进行了实验研究；然后，作者利用高温超导磁悬浮测试装置对加载条件下悬浮力的弛豫情况进行了实验研究，用以检验计算结果的正确性，实验结果和计算结果显示出较好的一致性；在此基础上，对加载和减载过程中的悬浮力弛豫情况进行了数值仿真计算，并从定量上提出了抑制悬浮力弛豫的方法。国内外暂未发现载荷变化条件下的高温超导磁悬浮车性能研究的相关报道。再次，实验研究了高温超导磁悬浮实验车在由永磁轨道外场的不均匀性引起振动的情况下低速运行过程中车体的悬浮漂移情况，国内外暂无相关报道。为了探寻振动对磁悬浮性能的影响规律，利用数值计算方法对垂直和水平方向振动条件下块材的悬浮力及电流分布变化规律进行了研究。水平方向振动对磁悬浮性能影响的研究，国内外尚未发现相关报道。最后，讨论了外部扰动条件下高温超导磁悬浮性能优化方法。主要内容包括悬浮力密度的提高方法、悬浮力磁滞的调节方法和悬浮力弛豫的减小方法。本论文的研究工作为高温超导磁悬浮车爬坡能力和载重能力的研究奠定了一定的研究基础；同时该研究工作可为高温超导磁悬浮车运行的稳定性和可靠性研究奠定一定的研究基础，并为高温超导磁悬浮车的优化设计提供一定的理论依据。
作者：	何庆勇
专业：	电工理论与新技术
导师：	王家素
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文