针对高速电机和飞轮储能系统等对空间利用率要求较高的场合,提出一种新型异极径向混合磁轴承(heteropolar radial hybrid magnetic bearing,HRHMB).首先,建立该磁轴承的等效磁路模型,通过解析磁场得出其电流刚度、位移刚度及电磁力,并...针对高速电机和飞轮储能系统等对空间利用率要求较高的场合,提出一种新型异极径向混合磁轴承(heteropolar radial hybrid magnetic bearing,HRHMB).首先,建立该磁轴承的等效磁路模型,通过解析磁场得出其电流刚度、位移刚度及电磁力,并通过有限元仿真验证其有效性;然后,在相同约束条件下与传统偏置磁轴承进行对比,分析磁轴承的刚度特性和空间利用率;最后,通过有限元仿真研究新型磁轴承径向两自由度间的电磁力耦合,并与传统磁轴承进行对比.研究结果表明:在相同承载力等约束条件下,该新型磁轴承的体积仅为传统磁轴承的0.87倍,其电磁力在控制电流和转子位移影响下的相对误差值为6.5%,而传统磁轴承的电磁力相对误差为13.6%,表明新型磁轴承径向两自由度的电磁力耦合小于传统磁轴承,解耦效果良好.展开更多
文摘针对高速电机和飞轮储能系统等对空间利用率要求较高的场合,提出一种新型异极径向混合磁轴承(heteropolar radial hybrid magnetic bearing,HRHMB).首先,建立该磁轴承的等效磁路模型,通过解析磁场得出其电流刚度、位移刚度及电磁力,并通过有限元仿真验证其有效性;然后,在相同约束条件下与传统偏置磁轴承进行对比,分析磁轴承的刚度特性和空间利用率;最后,通过有限元仿真研究新型磁轴承径向两自由度间的电磁力耦合,并与传统磁轴承进行对比.研究结果表明:在相同承载力等约束条件下,该新型磁轴承的体积仅为传统磁轴承的0.87倍,其电磁力在控制电流和转子位移影响下的相对误差值为6.5%,而传统磁轴承的电磁力相对误差为13.6%,表明新型磁轴承径向两自由度的电磁力耦合小于传统磁轴承,解耦效果良好.
文摘为提升超导电动悬浮列车(EDS)在侧向通过道岔时的速度,本文基于多体动力学理论与运动微分方程,建立超导EDS磁浮列车-道岔耦合动力学模型.首先,通过分析不同道岔梁长度对车辆动力响应的影响,确定最优道岔梁长度,并设计相应的磁浮单开道岔线形;在此基础上,进一步研究不同侧向过岔速度下的动力学响应特性,明确满足乘客舒适度和行车安全性的侧向过岔速度临界值.研究表明:较短的道岔梁长度与较低的通过速度可扩大系统稳定区域,减少悬浮和导向间隙波动,提升乘坐舒适度和行车平稳性;列车以100 km/h的速度侧向通过道岔梁长度为8 m的道岔线形,动力响应最佳,满足乘客舒适度要求,侧向过岔速度可达130 km/h,比现有磁浮列车的最高速度提升了85%;随着侧向过岔速度的增加,道岔线形对磁悬浮列车行车安全性和乘坐舒适度的影响愈加显著,车辆动力响应更加明显,侧向安全过岔速度的临界值为150 km/h.
文摘为了研究磁悬浮平台系统中存在的多自由度耦合问题,提出一种利用永磁体之间的被动受力来减少竖直方向上主动控制的设计思路,给出一种混合斥力式磁浮平台的结构设计,该磁悬浮结构的定子由永磁体和电磁线圈共同组成,由永磁体提供主要的悬浮力,电磁线圈提供水平方向的驱动力,以此减少负责主动悬浮的线圈数量,减小线圈功耗及产热.基于磁荷模型推导出磁标量势满足的拉普拉斯方程,利用分离变量法求出磁标量势的解析表达式,并对浮子在整个磁场中的受力进行精确的计算;充分研究探讨了定子与动子永磁体之间被动悬浮力的稳定区域,简化忽略了竖直方向上力的解耦,建立被控对象的数学模型,并研制了以微控制单元为中心的数字集成控制器,通过试验研究了平台的悬浮性能.研究结果表明:本文所提出的混合斥力式磁浮平台在悬浮高度23 mm水平范围±4 mm内,能够实现稳定的水平运动,并且浮子在垂直方向的位移变化不超过0.2 mm.
文摘针对目前铁路现场对轨道电路故障的判别仍然采用阈值法导致维护效率偏低的问题,提出将神经网络与模糊逻辑相结合,构建区间二型神经模糊系统(interval type-2 neural-fuzzy system,IT2NFS),通过诊断模型实现对轨道电路故障模式的智能识别.首先通过结构识别建立初步的网络结构,采用均匀设计方法生成模糊集的均值,对训练样本进行相似性测试,生成标准差和初始后件参数;再通过递归奇异值分解,优化后件参数以减小输出误差;最后,针对常见的8种故障,从实验平台上采集样本共计9000个,其中6300个样本用于模型训练,剩余2700个用于实验测试.实验结果表明:利用IT2NFS模型进行故障诊断时,每种故障类别的识别率均在82%以上,平均正确率为90.9%,仿真用时10.59 s.
