电磁悬浮

摘要： 传统电磁吸力悬浮采用气隙反馈实现闭环控制,而气隙传感器具有体积大、造价高、安装复杂等缺点。提出了一种通过磁场与电流观测气隙,使用观测气隙进行闭环反馈的电磁吸力悬浮方法。通过理论分析和仿真研究了气隙与磁场和电流间的函数关系;设计分析了磁场测量点的位置;利用函数关系进行气隙观测。实测数据表明:通过磁场与电流观测气隙,所得结果与实测气隙吻合,该方法可以用于闭环反馈。从理论上分析了观测拟合系数对闭环系统稳定性的影响。最后通过试验实现了7 mm处的稳定悬浮。

摘要： 更快速、安全、舒适和环保的出行方式一直是人类所追求的。在这一大背景下,磁悬浮轨道交通引起了大众广泛关注和学界的深入研究。本文试图对磁悬浮轨道交通技术中磁悬浮导向方式及其对应车轨结构的研究现状做一个全面的总结,提出两种新型混合式磁悬浮导向车轨结构,并对磁悬浮导向方式的未来发展趋势进行展望。首先,本文概述了现有各类磁悬浮轨道交通技术的研究现状。然后,对磁悬浮轨道交通技术中各种磁悬浮导向方式进行了归纳总结,分析了各种磁悬浮导向方式的原理结构和特点;在此基础之上,以七条磁悬浮线(两条商业运营线,五条实验/示范线)为例,对各种磁悬浮导向方式进行了技术特征总结和对比。接着,提出了基于永磁斥力式和电磁吸力式混合磁悬浮导向的新型车轨结构、基于永磁斥力式和超导钉扎力式混合磁悬浮导向的新型车轨结构,并分析论述了两种新型车轨结构的原理和优势。最后,展望了磁悬浮轨道交通技术中磁悬浮导向方式的未来发展趋势。

摘要： 为了研究宽频带的隔振问题,以使系统具有较好的隔振效果,提出将电磁悬浮隔振与机械隔振相结合的复合隔振系统.首先,对所设计的隔振系统进行动力学建模,分析线性化后的模型控制特性;其次,针对系统振动控制问题,提出基于自抗扰技术的控制器设计方案,并通过仿真实现了复合隔振系统的自抗扰控制;最后,在复合隔振平台上验证了该控制方案的可行性.研究结果表明:在0~10 Hz频段控制系统能实现较好的低频跟随效果,在10~100 Hz频段幅值衰减逐渐增大,在100~300 Hz频段的隔振效果超过-14.9 dB.本文所提出的控制方案为复合隔振系统控制提供了一种新思路.

摘要： 电磁悬浮型(electromagnetic suspension,EMS)磁浮列车通过悬浮斩波器调节悬浮电磁铁电流,进而控制悬浮力,使车体稳定悬浮.悬浮斩波器驱动悬浮电磁铁过程中所产生的电流振铃会增加开关损耗,造成电磁干扰(electromagneticinterference,EMI),甚至影响悬浮控制效果.研究悬浮电磁铁电流振铃的产生机理,能为其抑制措施的设计予以指导.为此,提出了一种考虑电流振铃特性的悬浮电磁铁等效电路模型.首先,用策动点函数法推导了悬浮电磁铁导抗函数的一般形式,并结合悬浮电磁铁电流的单位阶跃响应特性确定了其导抗函数的最简表达式以及对应的等效电路模型;接着,用判别式法和仿真法分析了不同电路参数对电流振铃特性的影响;最后,比较了同一悬浮电磁铁电流振铃的仿真和实验波形.结果表明:在所给参数条件下,实验所得悬浮电磁铁电流纹波幅值、振铃峰峰值和振铃频率分别比仿真结果小9.7%、20%和11%;此外,仿真的电流振铃衰减时间约为1μs,与实验结果接近;仿真和实验所得悬浮电磁铁电流振铃的幅值、频率和衰减特性均能较好吻合,证明了所提电路模型的正确性.

摘要： 科研人员利用数学模型快速合成特性合金乌拉尔联邦大学科研人员利用计算机建模,通过操纵合金的内部结构影响其物理特性,研发出一种快速合成铝基合金合成的方法。铝硅合金是一种被广泛用于制造汽车、飞机等零件的合金。合金中晶体的形状决定了材料的物理特性,包括强度、延展性、导热性和导电性。在数学模型的帮助下,可控制合金的成分和特性,并生产出具有所需特性的零件。目前,研究人员正在一个实验性电磁悬浮设施上验证该模型。通过该设备,可进行真实实验并描述合金的枝晶结构。利用该数学模型,可模拟各种金属合金中发生的结构相变过程,能快速合成具有特定性能的合金,研发具有改进特性的新一代材料。

摘要： 工业制造的快速发展对多元合金材料的质量和性能提出了更高的要求,然而传统的合金熔炼方式难以处理高纯度、高活性、高熔点的合金材料。与传统的方法相比,电磁悬浮(EML)作为一种微重力条件下的新型无接触式的熔炼技术,在熔炼金属合金时能够达到深过冷度和快速冷却,显著改变合金晶体的组织形貌,使晶体向质量高、性能优的合金状态发展。因此,近年来电磁悬浮技术熔炼金属合金技术受到了研究者们极大的关注。研究者们已经利用EML技术定量测量了多元合金的比热、密度、粘度、表面张力等性质;通过观测过冷悬浮熔滴,结合振荡液滴法、落滴式量热法、样品耦合电子法等可以测量较大温度范围内多元合金的热物理性质。研究表明:熔体内部的不可见流动现象和传输现象采用数值建模技术来进行模拟研究,可展现熔滴的流动和表面变形特征,并有助于揭示实验结果。国内外学者对电磁悬浮在多元合金熔炼应用和模拟进行了大量研究后发现:(1)合金熔炼过程中耐火材料不可避免会对液态合金造成污染;(2)过冷度、冷却速度对金属合金凝固过程具有较大影响,但缺少有效的研究方法;(3)热物理性质对合金的宏观性能有很大的影响,且能作为制造过程模拟优化输入参数,但相关文献资料较少。本文归纳了EML熔炼金属合金的研究进展,分别对其凝固过程和性质测量等的实验研究与悬浮熔滴形状和内部流动规律等的数值模拟进行了总结介绍,讨论了目前电磁悬浮熔炼技术存在的问题和未来的突破方向,为液态合金性质研究及其数值模拟提供了参考。

摘要： 强烈的横风荷载会影响磁浮列车横向稳定性和安全.为全面了解横风荷载下电磁悬浮(EMS)型磁浮车辆的动态响应特性,建立了一个精细化的3D磁浮车辆多体动力学模型,并利用CFD(计算流体运动学)方法获得了磁浮车辆的气动载荷系数.基于"中国帽子风"阵风风速曲线计算生成横风荷载,进而通过时域动力学仿真,最终获得磁浮车辆车体与悬浮架的动态响应,并从车体位移、电磁悬浮系统和关键部件等方面细致全面地分析了横风荷载下EMS型磁浮车辆动态响应特性.

摘要： 针对径向电磁悬浮控制提出了一种Magnet/Simulink联合仿真的方法。首先在Magnet软件中建立径向电磁悬浮系统的模型,在Simulink中搭建PID控制电磁悬浮系统的程序框图,然后将Magnet中的径向电磁悬浮系统模型导入Simulink控制程序中,建立径向电磁悬浮系统Magnet/Simulink联合仿真控制模型,最终实现了径向电磁悬浮系统PID控制仿真。结果表明:Magnet/Simulink联合仿真方法可实现对悬浮控制过程中的电磁力、转子速度、转子位移等参数变化情况的实时监测;Magnet/Simulink联合仿真方法不但提高了电磁悬浮控制仿真的效率,且为探究控制方法或控制器参数对电磁悬浮系统的影响提出了一种新的思路。

摘要： 空间材料科学是材料科学与空间技术相融合形成的一个交叉学科领域.它萌生于20世纪中期的空间探索实验,伴随着载人航天的迅速发展逐步成长为材料科学中一个相对完整的分支学科.我国即将迎来自己的空间站时代,从而为此新兴学科带来更广阔前景.本文系统总结了最近二十年来国内外在空间环境物理化学特征、空间条件下材料的液态性质与相变动力学、空间材料制备成形过程运动学,以及空间环境中材料组织与性能调控等四方面研究的主要进展,并分析展望了这一学科领域的未来发展趋势.

摘要： 本文主要介绍了电磁悬浮模拟涡轮泵试验台转子系统动力学仿真分析和设计.讨论了涡轮泵转子系统的动力学有限元模型,基于Matlab软件编制了含电磁轴承的转子系统动力学分析软件.分析了多个结构方案的模拟涡轮泵转子系统的临界转速随支承参数的变化规律.对临界转速的分布方案进行了选择、优化和参数圆整,得到的电磁悬浮模拟涡轮泵试验台设计方案不仅可以做二、三阶临界转速间的轴承试验,也可以一、二进行阶临界转速间的试验.

摘要： 本文对一种无位置传感器的四极电磁悬浮控制方法进行了研究。文章提出了一种新型的电磁悬浮系统,它是一个由带有永磁体的四极共轭电磁铁构建的小型悬浮系统，可以控制三个自由度。

摘要： 本文从电磁基本理论从发,对轴对称螺线锥管电磁悬浮熔炼系统的结构进行分析,得到悬浮系统几何参数与悬浮力的关系；对悬浮系统中平衡线圈的结构进行改进,计算结果表明,改进结构具有较大的悬浮力，据此研制的试验系统实现了电磁全悬浮。

摘要： 本文通过分析国内外转子振动控制技术，指出了它们的优缺点。在此基础上，提出了带电磁悬浮动力吸振器的转子横向振动主动控制的设计构思。并指出从工程的观点研究转子横向振动的电磁悬浮动力吸振技术，将给出转子横向振动动力吸振的一种范式，开辟新的研究方向。所提出的不用置于轴承支承部位且不随转子旋转的电磁悬浮动力吸振器，便于兼顾系统的静、动态性能要求，亦可克服离心力所导致的设计困难，使该设计构思具有工程应用价值。所提出的将非线性补偿、电流频率移相补偿及H∞控制综合引入带电磁悬浮动力吸振器转子系统的振动控制的研究中，将是切实可靠的较佳控制方案。

摘要： 本文分析了一种典型的吸引式电磁悬浮系统简化模型,建立了其数学模型,采用状态反馈极点配置的控制方案对该电磁悬浮系统进行了控制,设计了状态观测器观测难以被测量的某些状态变量(气隙厚度的一阶和二阶导数),使用MATLAB/Simu-link软件对该控制系统进行了仿真研究,结果令人满意.

摘要： 介绍了磁浮试验装置的工作原理及试验装置的设计方案,并对发动机热试车结果进行了简要分析,试验证明磁浮试验装置不仅可以提高轴向推力测试精度,而且通过在发动机试验中获得的电流曲线,可以定性地获得发动机工作过程中的力学矢量结构,为解决多分力试验架存在的各分力之间的相互耦合问题提供了新的思路。

摘要： 介绍了磁浮试验装置的工作原理及试验装置的设计方案,并对发动机热试车结果进行了简要分析,试验证明磁浮试验装置不仅可以提高轴向推力测试精度,而且通过在发动机试验中获得的电流曲线,可以定性地获得发动机工作过程中的力学矢量结构,为解决多分力试验架存在的各分力之间的相互耦合问题提供了新的思路。

摘要： 介绍了磁浮试验装置的工作原理及试验装置的设计方案,并对发动机热试车结果进行了简要分析,试验证明磁浮试验装置不仅可以提高轴向推力测试精度,而且通过在发动机试验中获得的电流曲线,可以定性地获得发动机工作过程中的力学矢量结构,为解决多分力试验架存在的各分力之间的相互耦合问题提供了新的思路。

摘要： 本文对直线电机和磁悬浮技术发展之前景进行了探讨。文章围绕直线电机技术的应用与发展、磁悬浮技术的应用与发展、直线电机和磁悬浮技术结合的一些新的应用等进行了论述。

摘要： 本文对直线电机和磁悬浮技术发展之前景进行了探讨。文章围绕直线电机技术的应用与发展、磁悬浮技术的应用与发展、直线电机和磁悬浮技术结合的一些新的应用等进行了论述。

摘要： 本发明涉及电磁运动领域，公开了一种多线圈磁悬浮电磁运动机构及磁悬浮电磁锁，电磁运动机构包括至少两个线圈（1）、与线圈（1）数量相等的磁铁（3）和具有中心通孔的绕线盘（2）、以及至少一个非磁性材料块（4），各绕线盘（2）首尾相对依次排列，各线圈（1）分别绕在各绕线盘（2）上，各磁铁（3）分别插在各绕线盘（2）的中心通孔内且能够在中心通孔内来回滑动，每两个磁铁（3）之间设有至少一个非磁性材料块（4），且各非磁性材料块（4）也能够在各绕线盘（2）的中心通孔所在直线上来回移动。与现有技术相比，本电磁运动机构的磁力更大，行程更长，设计尺寸比较灵活，功耗低，长时间工作不易损坏。

摘要： 本发明公开了一种中低速磁悬浮车辆及中低速磁悬浮用超导电磁铁，包括电磁铁组件、内极板和外极板，电磁铁组件设于内极板和外极板间，电磁铁组件包括：套装以形成承装液氮的密闭腔体的杜瓦外筒和杜瓦内筒，杜瓦内筒形成用以安装铁芯的中空通孔；杜瓦内筒处于密闭腔体的内壁上套设有超导线圈。应用本发明提供的中低速磁悬浮用超导电磁铁，杜瓦外筒和杜瓦内筒形成密闭腔体，密闭腔体承装液氮；杜瓦内筒形成安装铁芯的中空通孔，杜瓦内筒处于密闭腔体的内壁上套设超导线圈。相较于现有技术，超导线圈载流能力大，降低线圈匝数及重量，且超导线圈不存在损耗发热，避免线圈温升高影响整车悬浮能力，提高整车效率。

摘要： 磁悬浮列车集电靴及磁悬浮列车电磁屏蔽方法，涉及轨道交通技术，特别涉及磁悬浮列车集电靴。本发明的磁悬浮列车集电靴是在集电靴的外侧上设置有屏蔽板，所述屏蔽板的内侧设置有吸磁材料层，屏蔽板的外侧设置有吸波材料层。本发明的有益效果是，有效的降低了集电靴产生的电磁辐射，减少了电磁辐射对磁悬浮列车的影响，并且可在达到屏蔽效果的同时便于工程实现。

摘要： 本实用新型涉及电磁运动领域，公开了一种多线圈磁悬浮电磁运动机构及磁悬浮电磁锁，电磁运动机构包括至少两个线圈（1）、与线圈（1）数量相等的磁铁（3）和具有中心通孔的绕线盘（2）、以及至少一个非磁性材料块（4），各绕线盘（2）首尾相对依次排列，各线圈（1）分别绕在各绕线盘（2）上，各磁铁（3）分别插在各绕线盘（2）的中心通孔内且能够在中心通孔内来回滑动，每两个磁铁（3）之间设有至少一个非磁性材料块（4），且各非磁性材料块（4）也能够在各绕线盘（2）的中心通孔所在直线上来回移动。与现有技术相比，本电磁运动机构的磁力更大，行程更长，设计尺寸比较灵活，功耗低，长时间工作不易损坏。

摘要： 本实用新型提供了一种用于磁悬浮电磁推进的高温超导磁体及磁悬浮列车，该高温超导磁体包括外杜瓦、冷屏、超导开关、线圈间接头和两个对称设置的超导线圈单元；外杜瓦内为真空状态；冷屏设置在外杜瓦内，一级冷头穿过外杜瓦与冷屏相连以冷却冷屏；两个超导线圈单元均设置在冷屏内，每个超导线圈单元均包括线圈盒、超导线圈、铁芯、电流引线、支撑部件和导冷翅片；线圈盒具有环形凹槽和通孔；超导线圈设置于环形凹槽内；铁芯设置在通孔内；导冷翅片设置在线圈盒上，二级冷头与导冷翅片相连；超导开关设置在冷屏内，与超导线圈相连；线圈间接头设置在冷屏内。本实用新型能够解决现有技术中的高温超导磁体推进效率和通流能力均较低的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种用于冶金级硅电磁悬浮处理的电磁悬浮线圈和方法，属于电磁悬浮熔炼技术领域。该用于冶金级硅电磁悬浮处理的电磁悬浮线圈，电磁悬浮线圈包括上端线圈和下端线圈；下端线圈与上端线圈为反向串联绕制，绕匝间距为0.5～1.0mm；所述上端线圈为1～2匝，内径为16～22mm；所述下端线圈为3～5匝，内径为16～22mm；所述两个上、下端线圈之间的间距为10～15mm；所述绕制线圈的材料采用直径为4～6mm的空心铜导管，绕制线圈的悬浮样品质量为0.6～1.0g，悬浮样品初始位置为两个线圈之间的间距中心位置下5～10mm。本发明通过改变电磁悬浮线圈的结构特性，使半导体材料冶金级硅快速升温，促使冶金级硅的电导率急剧上升，使其达到感应加热及悬浮精炼条件。

摘要： 本发明涉及一种真空管道磁悬浮列车的电磁悬浮装置冷却系统，包括：T型轨道，安装在电磁悬浮装置上发热区域内的温度监测装置，用于监测发热区域的表面温度；冷却装置，安装在真空管道的T型轨道内，用于向发热区域喷射用于降温的流体；第一控制装置，与温度监测装置和冷却装置相连，用于根据表面温度判断当前是否需要对发热区域进行降温，且当判断当前需要对发热区域进行降温时，向冷却装置发送第一触发信号，以控制冷却装置向发热区域喷射流体，使得表面温度到预设的安全温度，其中，第一触发信号包括：根据表面温度和安全温度计算所得的流体总用量，以及根据列车的位置、车长和运行速度计算所得的喷射时间，喷射时间包括开始时间和结束时间。

摘要： 本发明提供一种E型电磁轨道及电磁悬浮系统和磁悬浮列车，在路基或轨道梁两侧设置轨道，轨道上设置钢轨，其特征是：轨道上设置截面为E型的衔铁板，在E型衔铁板的凹槽内设置电线或线圈，电线或线圈与E型的衔铁板绝缘设置，电线或线圈为单股或由多股导线组成。磁悬浮列车的底部设置电磁铁和间隙传感器并悬浮于轨道底部水平设置的E型衔铁板下方，构成电磁悬浮系统。通过控制系统控制电线和线圈的电流大小，控制悬浮力，使磁悬浮列车悬空飞行。电磁轨道内电线或线圈通电后产生强磁场，能与列车的电磁铁之间产生更强的悬浮能力，可显著增大磁悬浮列车的运载能力，同时降低悬浮线圈的发热，更适合低压管道超高速贴地飞行。

摘要： 本发明涉及一种用于冶金级硅电磁悬浮处理的电磁悬浮线圈和方法，属于电磁悬浮熔炼技术领域。该用于冶金级硅电磁悬浮处理的电磁悬浮线圈，电磁悬浮线圈包括上端线圈和下端线圈；下端线圈与上端线圈为反向串联绕制，绕匝间距为0.5～1.0mm；所述上端线圈为1～2匝，内径为16～22mm；所述下端线圈为3～5匝，内径为16～22mm；所述两个上、下端线圈之间的间距为10～15mm；所述绕制线圈的材料采用直径为4～6mm的空心铜导管，绕制线圈的悬浮样品质量为0.6～1.0g，悬浮样品初始位置为两个线圈之间的间距中心位置下5～10mm。本发明通过改变电磁悬浮线圈的结构特性，使半导体材料冶金级硅快速升温，促使冶金级硅的电导率急剧上升，使其达到感应加热及悬浮精炼条件。

摘要： 本发明提供一种电磁悬浮列车轨道系统及磁悬浮轨道，在路基或轨道梁两侧设置轨道，轨道上行驶磁悬浮列车，磁悬浮列车的两侧托臂上水平设置牵引导向电磁铁，牵引导向电磁铁的磁极方向水平设置，轨道上对应牵引导向电磁铁的位置水平设置直线电机定子，直线电机定子包括定子线圈和定子铁芯，定子铁芯的磁极方向水平设置，牵引导向电磁铁的工作面与定子铁芯的工作面平行设置并相距一定磁力间隙构成铁芯直线电机，磁悬浮列车的底部设置悬浮电磁铁，轨道底部位于悬浮电磁铁上方相距一定磁力间隙水平设置衔铁板。本发明通过控制系统控制牵引导向电磁铁和直线电机定子线圈的电流大小和方向，控制水平导向和悬浮力及牵引力的大小和方向，使磁悬浮列车悬浮。