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基于数字孪生的高可靠性城市轨道交通永磁牵引系统发展展望 被引量:1
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作者 周成尧 司玉林 +1 位作者 赵雷廷 唐蕾 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期89-92,97,共5页
[目的]随着永磁同步电机设计及控制技术日趋成熟,永磁牵引系统已成为新一代轨道交通牵引系统的发展方向。利用数字孪生技术可实现城市轨道交通列车永磁牵引系统的高可靠性和智能化提升。需以实现系统数字设计、状态感知、故障反演、健... [目的]随着永磁同步电机设计及控制技术日趋成熟,永磁牵引系统已成为新一代轨道交通牵引系统的发展方向。利用数字孪生技术可实现城市轨道交通列车永磁牵引系统的高可靠性和智能化提升。需以实现系统数字设计、状态感知、故障反演、健康管理及性能预测为目标,对构建永磁牵引系统数字孪生平台的关键技术进行探究。[方法]首先对永磁牵引系统和数字孪生技术的特点和应用现状进行了综述。进而针对具有高速移动、多物理场耦合、多时间尺度、动态特性丰富等特点的城市轨道交通列车牵引系统,提出了基于模型与数据混合驱动的多时间尺度数字孪生架构设想,以及利用数字孪生技术实现系统集成及匹配优化设计、永磁电机控制性能提升、系统故障预警及故障反演等功能的可行性技术方案。[结果及结论]数字孪生技术可提升永磁牵引系统的可靠性、安全性,优化系统智能感知水平,为系统性能预测、健康管理乃至车辆的智能运维提供良好技术支撑。基于数字孪生的高可靠性城市轨道交通永磁牵引系统在实际应用中仍面临物理场建模、车地信息交互等技术难点。 展开更多
关键词 城市轨道交通 永磁牵引系统 数字孪生 高可靠性
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机车车辆牵引电机效率测量不确定度评定 被引量:1
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作者 鲁秀龙 程浩 +1 位作者 邹晓阳 邓敏 《计量与测试技术》 2025年第2期9-11,共3页
本文依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,提出一种在测试温度下,采用输入输出法对牵引电机的效率进行不确定度评定。结果表明:置信概率95%时,扩展不确定度为0.36%,定量表征了该方法及其仪器设备具有有效性和可靠性,可为评... 本文依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,提出一种在测试温度下,采用输入输出法对牵引电机的效率进行不确定度评定。结果表明:置信概率95%时,扩展不确定度为0.36%,定量表征了该方法及其仪器设备具有有效性和可靠性,可为评价其测试数据的可信度提供技术依据。 展开更多
关键词 牵引电机 效率 输入输出法 不确定度
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地铁列车直线电机运行工况研究与分析 被引量:1
3
作者 孙涛 林飞振 李洋 《仪器仪表标准化与计量》 2025年第1期18-20,共3页
地铁列车直线电机由于其优越性能,目前正在进行逐步推广使用,但使用过程中也发现了一定的不足之处。本文依据实际使用状况对直线电机运行过程中的故障进行了初步分析研究,并对运行中的温度进行了测试,分析了影响直线电机运行系统各构件... 地铁列车直线电机由于其优越性能,目前正在进行逐步推广使用,但使用过程中也发现了一定的不足之处。本文依据实际使用状况对直线电机运行过程中的故障进行了初步分析研究,并对运行中的温度进行了测试,分析了影响直线电机运行系统各构件的故障原因,为直线电机未来的有效监测与优化发展提供了数据参考。 展开更多
关键词 直线电机 运行工况 温度检测 应力检测
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机车空压机主要故障原因分析及改进措施 被引量:1
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作者 王冠 刘治国 +1 位作者 郭志 刘月文 《机械管理开发》 2025年第4期212-215,共4页
介绍了目前铁路机车行业中,和谐型机车空气压缩机近两年内在段运行过程中出现的几类主要故障,例如接触器卡分卡合故障、空气压缩机超温超压故障及排气含油量超标故障,针对上述几类故障原因进行深入的分析,提出相应改进措施,以及改进后... 介绍了目前铁路机车行业中,和谐型机车空气压缩机近两年内在段运行过程中出现的几类主要故障,例如接触器卡分卡合故障、空气压缩机超温超压故障及排气含油量超标故障,针对上述几类故障原因进行深入的分析,提出相应改进措施,以及改进后在段的运行情况,通过详细说明空气压缩机故障的分析解决情况,为后续其他产品的问题处置提供借鉴。 展开更多
关键词 机车 空压机 故障
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大功率永磁直驱机车电机短路工况对机车性能的影响研究
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作者 陈吉永 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第5期149-156,共8页
以大功率永磁直驱客运电力机车为载体,采用动力学仿真分析和整车试验相结合的方法,分析了电机两相短路工况与三相短路工况对机车关键部件振动加速度的影响。仿真分析表明,与正常工况相比,电机两相短路时电机、轴箱和构架的三向振动加速... 以大功率永磁直驱客运电力机车为载体,采用动力学仿真分析和整车试验相结合的方法,分析了电机两相短路工况与三相短路工况对机车关键部件振动加速度的影响。仿真分析表明,与正常工况相比,电机两相短路时电机、轴箱和构架的三向振动加速度增幅明显,而三相短路时各部件振动加速度变化较小;试验数据表明,与正常轴位相比,电机两相短路轴位的电机、轴箱、构架和车体三向振动加速度增幅明显,其中轴箱纵向振动加速度峰值超过TB/T 3548标准规定的超常载荷加速度范围,电机三相短路时各部件振动加速度变化较小。大功率永磁直驱机车电机两相短路工况存在降低部件使用寿命的风险,不宜长时运行,发生电机两相短路时应及时切换成三相短路,降低对机车性能的影响。 展开更多
关键词 永磁直驱 电机短路 振动加速度
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电力机车牵引电机冷却用轴向离心式通风机降噪仿真优化研究
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作者 高平 黄笑 王强强 《铁道技术监督》 2025年第5期52-58,共7页
以电力机车牵引电机冷却用轴向离心式通风机为研究对象,探究叶片上开口位置对通风机噪声声压级及压力的影响。采用基于气动噪声数值计算方法的Fluent软件,对通风机噪声仿真分析,提出通风机降噪优化措施,并进行仿真验证。结果表明:相较... 以电力机车牵引电机冷却用轴向离心式通风机为研究对象,探究叶片上开口位置对通风机噪声声压级及压力的影响。采用基于气动噪声数值计算方法的Fluent软件,对通风机噪声仿真分析,提出通风机降噪优化措施,并进行仿真验证。结果表明:相较于原型叶轮,开口位于叶片前缘、尾缘时叶轮整体噪声明显降低,但开口位于叶片前缘时叶轮出口压力大幅下降;开口位于叶片尾缘时叶轮湍流强度有所下降,使得通风机的湍流噪声有所降低。 展开更多
关键词 电力机车 牵引电动机 轴向离心式通风机 降噪 仿真 优化
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虚拟轨道列车牵引电机轴承电蚀原因分析及改造措施
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作者 皮凯俊 何安清 +1 位作者 王雨琪 阳宇驰 《电力机车与城轨车辆》 2025年第3期97-101,共5页
针对虚拟轨道列车牵引电机轴承电蚀问题,文章对其形成原因和主要解决方法进行了分析,综合考虑改造成本及难度提出增加接地环和采用绝缘端盖的电机改造措施。测试和计算结果显示,电机改造后轴电压明显下降,电流密度小于0.1 A/mm^(2),有... 针对虚拟轨道列车牵引电机轴承电蚀问题,文章对其形成原因和主要解决方法进行了分析,综合考虑改造成本及难度提出增加接地环和采用绝缘端盖的电机改造措施。测试和计算结果显示,电机改造后轴电压明显下降,电流密度小于0.1 A/mm^(2),有效降低了轴承电蚀风险。改造电机运行一年后状态良好,未再发生轴承电蚀现象,证明了改造措施的有效性和可行性。 展开更多
关键词 虚拟轨道列车 牵引电机 轴承 轴电压 电蚀
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大连地铁13号线永磁牵引系统改造与节能降碳效果研究
8
作者 金宇明 刘梦琪 曲诗健 《交通节能与环保》 2025年第5期147-151,共5页
随着中国轨道交通的快速发展和绿色低碳政策的推行,永磁牵引系统凭借高效节能的优势,成为轨道交通车辆技术升级的重要方向。本文针对大连地铁13号线地铁列车,阐述了永磁牵引系统的改造技术方案。通过地面联调试验和线路试验验证了系统... 随着中国轨道交通的快速发展和绿色低碳政策的推行,永磁牵引系统凭借高效节能的优势,成为轨道交通车辆技术升级的重要方向。本文针对大连地铁13号线地铁列车,阐述了永磁牵引系统的改造技术方案。通过地面联调试验和线路试验验证了系统的稳定性和性能。结果表明,永磁牵引系统不仅在牵引能耗方面较异步系统降低3.52%,再生制动回馈提高18.64%,总能耗减少18.28%,提升了车辆的节能效果。通过改造,一年内累计减少二氧化碳排放7 652 kg,展现了显著的节能减排效益。 展开更多
关键词 轨道交通 永磁牵引系统 牵引系统改造 能耗 节能降碳
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基于瞬时功率的永磁同步电机匝间短路实时预警技术研究
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作者 杨帆 钟勇 +2 位作者 胡亮 王跃 冯凌 《机车电传动》 2025年第4期112-121,共10页
永磁同步电机以其体积小、效率高、功率密度大等优点被广泛应用于轨道交通、风力发电、工业传动、电动汽车等领域。但由于永磁电机的制造工艺难度高、工作环境复杂等问题,在运行过程中定子绕组容易出现匝间短路故障。针对这一问题,文章... 永磁同步电机以其体积小、效率高、功率密度大等优点被广泛应用于轨道交通、风力发电、工业传动、电动汽车等领域。但由于永磁电机的制造工艺难度高、工作环境复杂等问题,在运行过程中定子绕组容易出现匝间短路故障。针对这一问题,文章提出了一种基于电机瞬时功率的永磁同步电机匝间短路故障实时预警技术。该技术可在电机运行过程中通过对电机的瞬时功率进行离散傅里叶分析并对其二次分量幅值进行提取,以此表征匝间短路故障。文章最后通过仿真对该技术进行了分析和验证,结果显示该预警技术有效。该技术提升了永磁同步电机故障诊断的可靠性和实时性,可为列车的主动安全技术设计等提供参考。 展开更多
关键词 永磁同步电机 匝间短路 瞬时功率 离散傅里叶变换 仿真
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基于碳化硅变流器供电特征的牵引电机方案设计
10
作者 倘广垒 余超 +2 位作者 李广 刘广鹏 唐畅 《电力机车与城轨车辆》 2025年第3期43-47,共5页
碳化硅(SiC)功率器件在轨道车辆牵引系统中的应用越来越多,而SiC变流器输出的电压具有开关频率高、脉冲上升时间短等特征,因此与SiC变流器相连的牵引电机有必要进行相应的匹配设计。文章通过对比采用不同功率器件变流器的输出电压参数,... 碳化硅(SiC)功率器件在轨道车辆牵引系统中的应用越来越多,而SiC变流器输出的电压具有开关频率高、脉冲上升时间短等特征,因此与SiC变流器相连的牵引电机有必要进行相应的匹配设计。文章通过对比采用不同功率器件变流器的输出电压参数,分析了SiC变流器供电时对牵引电机绝缘结构、轴承选型以及电磁设计的影响,并阐述了样机的设计和试验情况,结果表明电机设计方案能够满足标准规定的温升限值要求以及车辆的线路运行要求。 展开更多
关键词 碳化硅变流器 牵引电机 绝缘 轴承 设计
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货运机车高转矩密度永磁直驱牵引电机关键技术研究
11
作者 徐桢 于海涛 刘苛扬 《电力机车与城轨车辆》 2025年第4期30-34,共5页
文章针对永磁直驱牵引电机在货运机车上的运用要求和技术难点进行了深入剖析,指出影响永磁直驱牵引电机的关键技术项点,结合电机原理、安装空间、电磁材料等分析,基于仿真优化方法,重点研究了高转矩永磁直驱牵引电机电磁结构匹配、冷却... 文章针对永磁直驱牵引电机在货运机车上的运用要求和技术难点进行了深入剖析,指出影响永磁直驱牵引电机的关键技术项点,结合电机原理、安装空间、电磁材料等分析,基于仿真优化方法,重点研究了高转矩永磁直驱牵引电机电磁结构匹配、冷却结构及机械结构轻量化设计。试验结果表明,该牵引电机的主要技术指标均满足要求。 展开更多
关键词 货运机车 永磁直驱 牵引电机 关键技术
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基于计算机通信的电力机车制动系统故障诊断技术
12
作者 张璐 魏成君 《通信电源技术》 2025年第13期204-206,共3页
为提高电力机车制动系统的故障诊断效率与安全保障水平,设计基于计算机通信的三级递进式故障诊断技术。通过梳理制动系统常见故障类型,介绍通信拓扑构建、制动指令响应差值分析及多节点一致性校验等关键环节,提出高效的诊断实现路径。... 为提高电力机车制动系统的故障诊断效率与安全保障水平,设计基于计算机通信的三级递进式故障诊断技术。通过梳理制动系统常见故障类型,介绍通信拓扑构建、制动指令响应差值分析及多节点一致性校验等关键环节,提出高效的诊断实现路径。研究结果表明,该技术能够有效提高故障识别率和诊断准确度,降低误报率,对机车制动系统的智能维护具有实际应用价值。 展开更多
关键词 电力机车 制动系统 故障诊断 计算机通信
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机车车辆牵引电机能效测试方法研究
13
作者 鲁秀龙 程浩 +1 位作者 邓敏 邹晓阳 《计量与测试技术》 2025年第4期27-30,33,共5页
为解决牵引电机在机车车辆长距离、多工况运行时,现有能效测试点无法准确反映实际能效水平的问题,本文介绍了一种基于实际运行数据的铁路机车车辆牵引电机能效测试工况点和权重的统计分析方法,以及一种基于“背靠背”模式的牵引电机能... 为解决牵引电机在机车车辆长距离、多工况运行时,现有能效测试点无法准确反映实际能效水平的问题,本文介绍了一种基于实际运行数据的铁路机车车辆牵引电机能效测试工况点和权重的统计分析方法,以及一种基于“背靠背”模式的牵引电机能效测试平台,并以某型电力机车为例进行试验验证。结果表明:该测试方法和测试平台具有有效性,可为能效水平评估及产品节能减排设计提供参考。 展开更多
关键词 机车车辆 牵引电机 能效 测试方法
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城轨电客车牵引电机轴温预警逻辑优化研究
14
作者 黄单栋 倪若钦 《现代城市轨道交通》 2025年第7期89-95,共7页
在城市轨道交通领域,电客车主要借助牵引电机驱动车辆运行。轴承保持架断裂、异物堵塞滤网等是较为常见故障形式,而此类故障往往会在牵引电机轴温上有所体现。为达成对牵引电机异常状态或故障的监测与预警,轴温监测不可或缺。然而,车辆... 在城市轨道交通领域,电客车主要借助牵引电机驱动车辆运行。轴承保持架断裂、异物堵塞滤网等是较为常见故障形式,而此类故障往往会在牵引电机轴温上有所体现。为达成对牵引电机异常状态或故障的监测与预警,轴温监测不可或缺。然而,车辆原有的软件逻辑仅聚焦于轴温绝对值监测,在实际运行情境中,对故障的预警效能存在一定局限性。鉴于此,文章深入剖析实际故障数据,并紧密结合线路运行环境,对现有温度监控预警逻辑展开进一步优化。综合权衡轴温绝对值与轴温温差值,历经多次试验与调试,明确当驱动端轴温绝对值高于95℃,或某轴位牵引电机驱动端轴温超出同车厢4个轴位牵引电机驱动端平均轴温20℃时,触发预警机制。实际应用结果表明,该优化方案可有效降低误报概率,针对滤网堵塞等故障具备良好预警效果。在线路“站站停”工况下,能够确保车辆安全运行至线路终点,为城轨电客车的安全稳定运行提供坚实保障。 展开更多
关键词 城市轨道交通 牵引电机 轴温监测 预警逻辑
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电力机车中车载多媒体系统的低延迟数据处理研究
15
作者 杨佳澎 《消费电子》 2025年第10期38-40,共3页
随着轨道交通智能化进程的加速,电力机车车载多媒体系统作为人机交互与信息集成的核心载体,其数据处理实时性直接影响行车安全与运营效率。复杂电磁环境下,多源异构数据的同步传输需求与有限的车载计算资源形成显著矛盾,微秒级延迟波动... 随着轨道交通智能化进程的加速,电力机车车载多媒体系统作为人机交互与信息集成的核心载体,其数据处理实时性直接影响行车安全与运营效率。复杂电磁环境下,多源异构数据的同步传输需求与有限的车载计算资源形成显著矛盾,微秒级延迟波动可能导致系统响应异常。现有解决方案在动态信道分配、硬件加速架构设计等方面尚未有效突破端到端延迟瓶颈。因此,本文就车载多模态数据流的传输优化机制与计算资源协同调度展开探讨,以期望构建适应高速移动场景的低延迟处理架构。 展开更多
关键词 电力机车 车载多媒体 低延迟数据处理
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重载机车电机轴承滚道缺陷热振响应特性研究
16
作者 刘禹清 陈再刚 +2 位作者 刘一铭 陈诗煜 翟婉明 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1260-1269,共10页
轴承振动和温度信号蕴含丰富的故障特征信息,是重载机车牵引电机轴承状态检测与故障诊断的重要基础与判断依据。建立了基于车-轨耦合的重载机车牵引电机轴承热振耦合动力学模型,考虑滚子与滚道及其缺陷区域间的非线性法向接触与切向摩... 轴承振动和温度信号蕴含丰富的故障特征信息,是重载机车牵引电机轴承状态检测与故障诊断的重要基础与判断依据。建立了基于车-轨耦合的重载机车牵引电机轴承热振耦合动力学模型,考虑滚子与滚道及其缺陷区域间的非线性法向接触与切向摩擦作用,研究了电机轴承滚道缺陷故障对牵引电机热振耦合特性的影响,构建了缺陷宽度与振动响应、轴承温升间的映射关系。研究结果表明:当缺陷宽度达到1 mm时,振动信号频谱图可表现出明显的故障特征频率;频域统计指标均方根频率在整个缺陷宽度变化范围内呈上升趋势,频率标准差对早期缺陷更为敏感;均方根值、峭度值等振动信号时域统计指标对外滚道缺陷较为敏感;内滚道缺陷导致牵引电机轴承迅速升温,易引起温升报警。 展开更多
关键词 滚道缺陷 滚动轴承 重载机车 牵引电机 热振耦合
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HXD_(1)型机车牵引电机小齿轮轴裂损故障分析与质量卡控对策探讨
17
作者 徐桐 符正晴 郑丛钰 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第S1期66-72,共7页
运用机车牵引电机小齿轮轴存在裂损质量故障问题,严重威胁机车运用安全。针对HXD_(1)型牵引电机小齿轮轴裂损故障问题,通过从结构受力、宏观及微观分析、线路及载荷的影响,对裂损故障进行原因分析,提出了强化轴报分析及优化探伤管理2个... 运用机车牵引电机小齿轮轴存在裂损质量故障问题,严重威胁机车运用安全。针对HXD_(1)型牵引电机小齿轮轴裂损故障问题,通过从结构受力、宏观及微观分析、线路及载荷的影响,对裂损故障进行原因分析,提出了强化轴报分析及优化探伤管理2个方面针对性的重要质量卡控对策,保证牵引电机小齿轮轴运用质量,通过现场运用实施效果明显,对及时发现牵引电机小齿轮轴裂损、防止蔓延势头有重要指导意义。 展开更多
关键词 牵引电机 小齿轮轴 裂损 质量卡控
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港口散货码头智能牵引机车
18
作者 王自韧 沈炳华 吴焕文 《起重运输机械》 2025年第8期58-63,共6页
原调车-铁牛绞车系统存在维护成本高、故障率高、受天气影响大、安全系数低等痛点,某港口散货码头设计与应用的智能牵引机车,采用纯电驱动和自动化控制系统,替代传统的调车-铁牛绞车系统。文中详细介绍了智能机车的机械设计;牵引电动机... 原调车-铁牛绞车系统存在维护成本高、故障率高、受天气影响大、安全系数低等痛点,某港口散货码头设计与应用的智能牵引机车,采用纯电驱动和自动化控制系统,替代传统的调车-铁牛绞车系统。文中详细介绍了智能机车的机械设计;牵引电动机选型和控制方案技术路线对比;改进的速度控制安防曲线设计;伪距差分基站,应答器与GPS结合的定位系统;多传感器融合的障碍物识别系统;与电池管理系统。该研究成果可为港口设备的智能化升级提供可行的技术路线和示范案例,具有一定的经济价值、直观意义和发展前景。 展开更多
关键词 智能牵引机车 牵引力 绞车 速度控制 动力电池 多重定位
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基于非晶合金材料的轨道交通永磁牵引电机性能研究
19
作者 郑云广 程路明 +1 位作者 张蕾 郑国丽 《电力机车与城轨车辆》 2025年第5期36-41,共6页
随着永磁牵引电机转速和工作频率的升高,非晶合金材料逐渐受到了关注。针对非晶合金材料对轨道交通永磁牵引电机性能的影响,分别测试了非晶合金铁芯和硅钢铁芯的损耗性能并进行了对比分析,验证了非晶合金材料经过部件成型后的高频性能... 随着永磁牵引电机转速和工作频率的升高,非晶合金材料逐渐受到了关注。针对非晶合金材料对轨道交通永磁牵引电机性能的影响,分别测试了非晶合金铁芯和硅钢铁芯的损耗性能并进行了对比分析,验证了非晶合金材料经过部件成型后的高频性能。根据牵引电机的应用边界,对非晶电机的启动工况和额定工况的电磁性能分别进行了仿真,研究了非晶合金材料的应用对电机电流、磁场分布和效率的影响,最后进行了温度场的仿真分析,为轨道交通永磁牵引电机非晶合金材料的应用提供了依据。 展开更多
关键词 非晶合金材料 应用 轨道交通 永磁牵引电机 性能
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