摘要: |
本文的研究对象是新型混合励磁直线同步电机,它是在传统电励磁直线同步电机中引入高磁能积永磁体而形成的。高速磁浮列车以其安全、快速、环保和节能等诸多优点,在我国的中长距离交通运输领域具有广泛的应用前景,磁浮技术国产化也是大势所趋。长定子直线同步电机是磁悬浮列车的核心技术之一,混合励磁直线同步电机由于引入永磁体,使得气隙磁场强,推力大且调节方便,且降低励磁电流,减小供电设备的容量,增大了悬浮气隙以及工程上的实用性,控制系统也容易实现。因此对混合励磁直线同步电机的研究对于提高长定子直线同步电机的性能,促进磁浮技术的国产化有着很重要的现实意义和学术价值。本文所做的工作包括:
首先,阐述了课题背景与选题意义,介绍了磁浮列车的类型、发展状况,着重陈述了EMS用长定子直线同步电机的研究现状与使用优势,针对传统电励磁直线同步电机存在的缺陷,结合永磁技术的发展,提出了本文的研究对象——混合励磁直线同步电机。
然后,通过传统电励磁直线同步电机的有限元模型的建立和分析,得到其磁场分布和力特性,而卧龙磁浮线的试验结果则证明了仿真模型的正确性和有限元分析方法的可行性,为后面的分析打下了基础。
接着,在指出了现有混合励磁直线同步电机的结构上的不足后,提出了两种新型混合励磁电机结构,用有限元分析工具Maxwell对两种结构进行磁场分析,并研究了悬浮力与励磁电流、悬浮气隙与励磁电流的关系,证明了混合励磁电机比传统电励磁结构电机性能上的优越性。而后研究了永磁体尺寸与位置对新型混合励磁电机力特性的影响,为电机结构的进一步优化提供了理论依据。
最后,建立混合励磁直线同步电机的学模型,通过建立HELSM的矢量控制系统整体模型的建立,分别对有无弱磁调速情况进行了仿真分析,最后分析由结果波形的比较得出,加弱磁调速后的矢量控制系统对混合励磁直线同步电机的控制是具有较好的效果。 |