磁悬浮列车的长定子同步直线电机电磁特性研究

摘要

本文的研究对象是EMS型磁悬浮列车所用的长定子同步直线电机.论文对现阶段各类型的磁悬浮列车进行了概述和比较,重点分析了上海引进的EMS型磁悬浮列车,特别对长定子同步直线电机电磁系统及其牵引供电系统的结构与机理进行分析研究.论文首先利用有限元法(磁场法)对长定子同步直线电机的悬浮和推进电磁场进行了分析,并重点研究了长定子同步直线电机在不同工作条件下的悬浮力和牵引力的变化规律,得出了其悬浮力和牵引力随励磁电流、电枢电流、功角、气隙高度等影响因子的变化规律.然后利用同步直线电机的数学模型建立仿真模型,分别利用公式法计算所得的电机参数和有限元法计算所得的电机参数对电机的性能进行仿真,得到电机的悬浮力和牵引力随励磁电流、电枢电流、功角、气隙高度等影响因子的变化规律,并与有限元法分析得到的结果进行比较分析.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2磁悬浮列车

1.2.1磁悬浮列车的特点

1.2.2磁悬浮技术

1.2.3磁悬浮列车的类型及发展概况

1.3常导(EMS型)磁浮列车基本原理介绍

1.4课题研究内容的背景及意义

第二章磁浮列车用长定子直线同步电机及牵引供电系统

2.1直线电机的基本原理

2.2磁浮列车用长定子直线同步电机的驱动系统

2.3长定子直线同步电机的牵引供电系统

2.3.1牵引供电系统的原理

2.3.2供电方式

2.3.3定子及励磁系统

2.3.4长定子直线同步电机及其运行控制

2.2.5位置测量系统

第三章有限元法

3.1有限元法的基本原理

3.2变分问题的离散化与有限元方程

3.3边界条件

3.4平行平面场的变分问题和有限元方程

3.5关于软件ANSYS

3.5.1 ANSYS概述

3.5.2 ANSYS的特点

3.5.3 APDL 语言

第四章励磁电磁系统的磁场数值分析

4.1电磁系统的结构及参数

4.2静态悬浮磁场及其悬浮电磁力的计算过程

4.3静态悬浮磁场及其悬浮电磁力的分析

4.4一个标准支撑磁铁系统的空载磁场分析

4.5静态悬浮电磁力与励磁电流之间关系的数值分析

4.6静态悬浮电磁力与悬浮气隙之间关系的数值分析

4.7静态悬浮电磁力与定转子位置之间关系的数值分析

第五章合成电磁系统的磁场数值分析

5.1定子电枢磁场对电磁力的影响

5.2电磁力与励磁电流之间关系的数值分析

5.3电磁力与气隙高度之间关系的数值分析

5.4电磁力与定子电流之间关系的数值分析

5.4电磁力与电机功角之间关系的数值分析

5.5电机稳态运行时的电磁力

5.6齿槽效应

5.7电机参数的计算

第六章长定子直线电机数学模型及特性分析

6.1长定子直线电机的数学模型

6.2长定子直线同步电机的自感、互感矩阵

6.3列车速d-q-n坐标系中的同步直线电机的数学模型

6.4长定子直线电机的稳态特性分析

总结与展望

参考文献

致谢