车辆构造-高速磁浮系统专题(西南交大)
高速磁浮车辆悬浮架动力学模型研究_赵春发
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磁浮车辆以 250 km·h-1速度通过曲线线路时 , 图 3 和 4 所示为车辆尾部第四悬浮架上铰点垂向 位移响应曲线(铰点编号见图 1)。 由图 3 可见 , 弹 性悬浮架左 、右对应铰点(如铰点 1 和 2)的垂向位 移曲线基本上是反对称的 , 表明悬浮架的扭转变形 是十分明显的 , 但因为悬浮架弓形脚还会发生其他 局部变形 , 左右对应铰点的垂向位移曲线并非严格 反对称的 。从图 4 可见 , 显示刚性悬浮架左 、右对 应铰点的垂向位移曲线具有很好的反对称性 。 这 与刚性悬浮架等效模型的假设是一致的 。由 图 3 和图 4 还可见同一铰点在前 、后缓和曲线段的位移 方向是相反的 , 这与前 、后缓和曲线段线路扭转方 向刚好相反是一致的 。 可见 , 无论是弹性还是刚性 悬浮架模型 , 它们都能反映悬浮架动力响应基本规 律 ;但前者可以更全面地模拟悬浮架的各种弹性变 形。
图 2 等效刚性悬浮架模型 Fig.2 Equivalent rigid model of levitation chassis
表 2 刚性模型等效弹簧刚度
Table 2 Equivalent spring parameters of rigid 向弯曲
刚度/(MN·m·rad -1)
Dynamic model of the levitation chassis of high -speed maglev vehicle
ZHAO Chun-fa , GU Xing-tao , ZHAI Wan-ming
(State Key Laboratory of Traction Power , Southwest Jiaotong University , Chengdu 610031, China)
磁浮交通技术的发展及应用现状简述
磁浮交通技术的发展及应用现状简述金鑫【摘要】文章主要介绍磁浮列车的主要技术原理及磁浮系统的主要特点,总结了国内外高速磁浮及中低速列车的发展及应用现状,并分析了既有线路磁浮轨道梁结构特点,对比部分现行规范中的轨道梁刚度限值,探讨了磁浮技术在我国轨道交通中的应用前景及存在的不足.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】3页(P73-75)【关键词】磁浮列车;技术原理;轨道梁;应用现状【作者】金鑫【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U2371 磁浮交通概述进入21世纪以来，我国城市化进程不断加快，城市人口快速增长，产生了极大的客运交通需求，这也促使我国轨道交通飞速发展。
磁浮交通作为一种采用无直接接触电磁悬浮、导向及驱动的新型轨道交通型式，由于其噪声低、平稳性好、安全性高、环保节能以及适应能力强等方面的优势，在城市轨道交通中脱颖而出，成为一种极具竞争力的绿色地面交通工具[1]。
1.1 磁浮列车悬浮原理磁浮列车利用电磁铁产生的强大电磁吸力或斥力悬浮，并通过直线电机产生的牵引力驱动前进。
目前按照车辆悬浮原理及方式不同，磁浮铁路可分为常导电磁悬浮EMS (Electromagnetic Suspension)、超导电动磁悬浮EDS (Electrodynamic Suspension)、永磁悬浮PMS (Permanent Magnetic Suspension)三种形式[2](图1～图3)。
其中常导电磁悬浮采用常温导体材料作为电磁铁绕组线圈，产生导向力和悬浮力，优点是结构简单、维护方便，缺点是由于材料电阻较大，电流损耗大，产生的电磁力小，悬浮高度较小(一般为8～12 mm)。
常导电磁悬浮一般采用列车两边包住轨道的形式，通过列车车体底部的常规电磁体与位于电磁体上方的导磁轨道间的吸引力实现悬浮，常导电磁浮型又分为高速磁浮、中低速磁浮两大类，高速磁浮列车的速度可达400～500 km/h。
高速磁浮列车控制系统ppt课件
三、LIM特点
4）由于LIM驱动不用减速装置，所以没有电机的旋 转和齿轮发出的噪声，也使保养维修工作简化。
由于上述3）的理由，通过弯道时轮轨间的磨擦碾压 声也大大减少，同时减轻了轮轨的磨损。所以LIM驱动有 利于实现低噪声运行、节省维护费用。
常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮
二、运行原理
定子通入上述交流电产生的磁通，根据楞次定律， 将在动体的金属板上感应出涡流。
根据费莱明法则，涡流电流Ie和磁通密度B将产生 连续的推力F，由于正推力远大于负推力，作用于车 辆的力主要是正推力，这就是LIM的工作原理。
三、LIM特点
1）LIM的形状是扁平形的，且不需减速装置，如采用 小直径的车轮则车厢距轨面的高度可以降低，有利于车辆 的小型化，降低车辆地板面高度，这也可以使隧道的断面 面积大大减小，从而使地铁的建设费用降低。东京地铁的 都营12号线与都营新宿线的隧道断面比较图，前者的隧道 内断面的面积只相当于后者的48.1%。
磁浮车是一种新的交通工具，研究的重点 上海磁浮车（德国TR08）
HSST 磁浮车（日本）
西南交大 MST-1磁 浮车
青城山磁浮车
国防科大磁浮车
7.2 直线感应电机的基本运行原理
一、基本结构
简单地说，直线电机的初级就好象把普通旋转电机 的定子按径向剖开并将它拉直，次级亦按这种方式处理， 作为初级的一列线圈按一定的相序通电流，初、次级之 间就会产生电磁力。
三、LIM特点
3）LIM驱动的地铁车辆的车轮只起到支撑及导向的 作用，故左右车轮可以做成独立旋转的，从而克服急转弯 时内轨和外轨产生路径差的问题。同时由于转向架上不用 安装旋转式电机，增大了转向架设计的自由度，使LIM驱 动的地铁车辆能够行走在更小的转弯半径上。日本的实验 线路的最小转弯半径为50m，大阪地铁鹤见绿地线的最小 转弯半径为100m。采用小转弯半径及大坡道使地铁选线 的自由度大大提高，便于回避地下的障碍物，节省建设费 用。
设计时速620 km世界首台高温超导高速磁浮工程化样车启用
■ 114 .粉末冶金工业第31卷开发了 B)K178n新型镍基粉末高温合金。
采用氩 气雾化法(AA)和等离子旋转电极法（PREP)制备 B)K178n合金粉末，用HIP+等温锻造工艺研制出 直径为320 mm的B)K178n合金模拟盘坯，其力学 性能超过俄罗斯和国外同类合金，与AA粉末相比，PREP粉末变形盘坯具有较高的室温力学性能。
采 用等离子旋转电极法(PREP)制备B)K178n合金粉 末，用HIP工艺研制出首次实验批直径600 mm的B>K178n合金全尺寸盘坯，其力学性能符合航空发 动机对盘件材料的最新要求。
(5)由于受液压机压力等条件限制,BMAM采用 等温锻造工艺制造粉末盘的最大尺寸为直径300 mm 左右。
对B)K178n新型粉末高温合金的研究工作还 在持续进行。
参考文献：[11] ByflKHHa A A, KH?neB A E, B ojikob A M, h_ap.HccjieaoBaHHe napaMeipoB ra3〇B〇H aT〇M H3auHH)Kaponp〇H H〇ro HHKejieBoro cnjiaBa ann ahckobra3〇Typ6HHHbix ^BHraTejieH[J]. 3ar〇T〇BHTejibHbienp〇H3B〇A C TB a b MauiHHOCTpoeHHH»2017. 15C9)：420.[12] B ojikob A M，B octphkob A B，EaKpa;i3e M M. ripHHUHnwc〇3AaiiHa h oco6eimoCTH jierHp〇BaHH« rpaHyjiHpyeMbix)Kaponp〇HHbix HM KejieBbix cnjiaBOB m u jihckob rT^[J].Tpy^bi BHAM, 2016(8)：10.[13] B ojikob A M, B octphkob A B. H3MeHeHHe xHMeocTaBarpaHyji )Kaponp〇HHbix HM KejieBbix ciuiaBOB 〇TH〇CHTejibH〇Hcxo^Horo jiHToro MaTepHana[J]. MeTajuiyprHHMaiiiHHOCTpoeHHa, 2017,(6)：2.[14] B ojikob A M，B octphkob A B. 06pa3〇BaHwe h p〇ct3epeH b^H C K O B bix rpaHyjiHpyeMbix >Kaponp〇HHbix HHKejieBbix cnjiaBax[J]. H obocth MaTepHajiOBe/ieHHH. Hayjca h TexHHKa, 2017(2)：3.[15] B ojikob A M, UlecTaKOBa A A, BaKpa^3e M M. CpaBHeHHerpaHyji, nojiyneHHbix M eTO^aM H ra3〇B〇H aT〇M H3auHH hueHTpo6e>KH〇ro pacnbijieHHH jihtwx3ar〇ji〇B〇K, c tohkh3peH H5I npHMeHeHHil H X J U IH H3r〇T O B JieH H» O T C K O B「T^H3•yKaponpoHHbix HHKejieBbix cnnaB〇B[J]. Tpyzibi BHAM, 2018(11)： 12.[16] B ojikob A M, ByaKHHa A A. O co6chhocth cTpyiaypwMaTepwajia npn np〇H3B〇_acTB e 3ar〇Ji〇B〇K H3 rpaHyji)Kaponp〇H H〇ro HHKejieBoro cnjiaBa[J]. MeTanjiypr, 2017(11)：61.[17]UlecTaKOBa A A，JleTHH K OB M H，EaKpa^e M M，h_ap.H3MeHeHHe MHKpocTpyicrypbi 3ar〇T〇B〇K^hckob厂丁只H3HHKejieBoro cnjiaBa, nojiyneHHbix mcto^om「Mn +^e(J)〇pMauH5i[J]. MaTepHajiOBe^eHHe, 2019(1)：15.[18] BaKpa^3e M M, CnyropeB A B, By6H〇B M B,h ap.Pa3pa6〇TKa TexHOJiorHH nojiyHeHHa 3ar〇ji〇B〇K ahckobT yp6nHbi ra3〇Typ6HHHbix ^BHraTejien H3 H〇B〇rorpaHyjiHpyeMoro HcaponpoHHoro cnjiaBa B^(178n mcto^omm n + _ae(()〇pMauH5i[J]. TexHOJiorHfl JlencHx CruiaBOB，2018(3)：21.[19 ] EaKpa_a3e M M，B ojikob A M，UlecTaKOBa A A，h_ap.Oco6eHH〇C T H H3M eHeHHa pa3Mepa 3epeH b^hckobomrpaHyjiHpyeMOM 5Kaponp〇H H〇M H H K ejieB O M cnjiaBe *np〇H3Be;ieHH〇M no pa3JiHHHbiM TexHOnorna m[J].Tpy^biBHAM, 2018(2)：3.[20] B ojikob A M，UlecTaKOBa A A，B octphkob A B，h jip_BjiHHHHe TeMnepaTypbi CTapeHHH Ha BbwejieHHe Kap6nziHbix中a3 no rpaHHuaM 3epeH b rpaHyjiHpyeMOM >Kaponp〇H H〇MH H K ejieB O M cnjiaBe[J]. Bonpocbi MaTepMajioBe^eHHa，2018(3)：48.[21 ] B octphkob A B, B ojikob A M, BaKpa^3e M M. Pa3pa6〇TK a hH C C J ie_a〇BaHHe H〇B〇ro rpaHyjiHpyeMoro /iHCKOBoro cruiaBa B)K178FI juifi nepcneKTHBHbix aBHauHOHHbix 厂T71[J]. UBeTHweMeTajuibi, 2018(8)：80.[22] Ka6n〇B E H，OcneHHHKOBa O r，EaKpa;i3e M M h即.rpaHyjiHpyeMbiH Bbic〇K〇>Kaponp〇H H biH H HKejieBbiH cnnaB hH3Aejine, H3r〇T〇BJieH H〇e H3 Hero：P occha, 2623540[P]. 2017-06-27.•科玟前沿*设计时速620 k m世界首台高温超导高速磁浮工程化样车启用据西南交通大学2021年1月13日消息，采用该校原创技术的世界首条高温超导高速磁浮工程化样车及试 验线当天在四川成都正式启用。
磁悬浮车辆系统动力学研究
第24卷,第4期 中国铁道科学Vol 24N o 42003年8月 CH INA RAILWAY SCIENCEAugust,2003文章编号:1001 4632(2003)04 0139 03 博士学位论文摘要磁悬浮车辆系统动力学研究赵春发,翟婉明(导师)(西南交通大学列车与线路研究所,四川成都 610031)关键词:磁悬浮车辆;高架线路;耦合动力学;主动控制;随机振动;平稳性;曲线通过 中图分类号:U237 文献标识码:A收稿日期:2003 02 21作者简介:赵春发(1973 ),男,湖北仙桃人,工学博士。
基金项目:国家自然科学基金项目(59975078)磁浮列车技术经过30余年的研究与发展,目前已经出现了以德国TR08、日本MLX01和HSST 100为代表的具备商业运营水平的磁浮交通系统。
我国的中低速磁浮列车技术研究经过近20年的发展,已经在悬浮和导向等关键技术上取得重大突破,开始进入试验线建设与试运行阶段。
地面交通车辆的动力学问题直接影响其技术经济性及应用前景,因此,及时开展磁浮车辆系统动力学研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
本论文主要在动态磁 轨关系、磁浮车 桥耦合作用、磁浮车辆随机振动及其平稳性、磁浮车辆横向动力学及其曲线通过四个方面进行理论分析与仿真研究,目的在于探明电磁悬浮的力学特性,认清磁浮车辆 轨道系统动力作用的本质规律,研究磁浮系统的动力稳定性,评价磁浮车辆运行平稳性及曲线通过性能,最终为我国磁浮交通系统的技术评价、车辆和轨道结构优化设计提供基本的理论依据和指导原则。
磁浮列车不同于轮轨列车的关键在于以电磁悬浮(磁 轨关系)取代了轮轨接触(轮 轨关系),因此,电磁悬浮的力学特性是决定磁浮列车动力性能的最本质原因,而磁 轨关系研究就是磁浮系统动力学研究的基础和关键。
本文基于国内磁浮列车悬浮控制技术的研究成果,考虑磁浮机械系统-电磁系统-控制系统的耦合作用,对电磁悬浮刚度与阻尼、电磁导向力及其刚度特性进行研究;并建立单铁-轨道-控制器耦合作用模型,仿真计算单铁系统起浮时的动态响应,指出磁浮系统车 轨耦合共振的原因,给出了避免磁浮车 轨系统共振的频率设计原则。
高速列车的磁悬浮工作原理与性能研究
高速列车的磁悬浮工作原理与性能研究随着科技的不断进步和人们对快速交通工具的需求增加，高速列车成为了现代化城市的重要组成部分。
磁悬浮技术作为其中的一种先进技术，具有出色的性能和潜力。
本文将对高速列车的磁悬浮工作原理与性能进行研究。
一、磁悬浮工作原理磁悬浮列车是一种基于磁力原理操作的列车，与传统的轮轨制式有所不同。
磁悬浮列车利用磁力使车体悬浮在导向线圈上，通过磁力推动车体前进。
1. 超导磁体磁悬浮列车主要依赖超导磁体来产生磁力。
超导材料在低温下会出现零电阻和完全排斥外磁场的特性，因此被广泛应用于磁悬浮列车的磁浮系统中。
2. 线圈与磁力调节系统磁悬浮列车的导向线圈和吸引线圈被布置在车体底部和轨道上方，用于产生磁力以及调节车体的悬浮高度和平稳性。
磁力调节系统通过传感器感应车体相对于轨道的位置，根据反馈信息调节线圈的电流，从而保持车体的平稳悬浮。
二、磁悬浮列车的性能磁悬浮列车相比传统的轮轨列车具有诸多优势，包括速度、舒适性、环保等方面的优势。
1. 高速度磁悬浮列车采用磁力推动车体前进，摩擦阻力小，因此具有较高的速度潜力。
目前世界上最快的磁悬浮列车——上海磁浮列车，最高时速可达到430公里/小时，刷新了传统轨道列车的速度记录。
2. 更好的舒适性磁悬浮列车悬浮于轨道上方，与轨道之间没有直接接触，因此减少了震动和噪音。
这使得乘坐磁悬浮列车更为平稳和舒适，减少了对乘客的不适感。
3. 环保与可持续性由于磁悬浮列车没有轮轨制式，减少了对轨道的磨损和能源的消耗。
与传统轨道列车相比，磁悬浮列车排放更少的废气和噪音，对环境更加友好。
三、磁悬浮列车的进展与应用磁悬浮列车的发展受到了各国政府和企业的广泛关注和支持。
除了上海磁浮列车，日本的山形新干线和德国的Transrapid等都是磁悬浮列车的成功应用案例。
目前，许多国家正在积极研究和开发更先进的磁悬浮列车系统。
磁悬浮列车的应用潜力很大，尤其在城市交通拥堵的问题上有着显著的优势。
高速磁浮系统
1986年蒂森公司牵头开发 年蒂森公司牵头开发TR-07型列车，采用同步长定子线 型列车， 年蒂森公司牵头开发 型列车 性电机及电磁悬浮导向，设计速度500km/h。 性电机及电磁悬浮导向，设计速度 。 1987年埃姆斯兰特工程二期投入使用 年埃姆斯兰特工程二期投入使用 1989年， TR-07型列车试验速度 年 型列车试验速度436km/h。 型列车试验速度 。 1993年， TR-07型列车试验速度 年 型列车试验速度450km/h，当时的载人世 型列车试验速度 ， 界记录。 界记录。 1997年，蒂森公司开发了TR-08型列车，由5节组成，设计 年 蒂森公司开发了 型列车， 节组成， 型列车 节组成 速度500km/h，计划用于柏林-汉堡线，线路长292km。 速度 ，计划用于柏林 汉堡线，线路长 。 汉堡线 2000年，柏林-汉堡线修建项目取消。 年 柏林 汉堡线修建项目取消 汉堡线修建项目取消。
（1）常导吸引型（EMS） ）常导吸引型（ ） 采用常导磁铁（即普通磁铁），导轨为导磁体， 采用常导磁铁（即普通磁铁），导轨为导磁体，装在车上的 ），导轨为导磁体 常导磁铁励磁后产生磁力吸向导轨，使车辆悬浮。 常导磁铁励磁后产生磁力吸向导轨，使车辆悬浮。 悬浮高度10mm左右，采用气隙传感器控制悬浮间隙。 左右，采用气隙传感器控制悬浮间隙。 悬浮高度 左右 成本低，但悬浮控制为不稳定型。 成本低，但悬浮控制为不稳定型。 长定子同步直线电机推动： 长定子同步直线电机推动： 效率较高，主要用于高速运行，速度 效率较高，主要用于高速运行，速度400-500km/h。 。 典型代表为德国的TR系列磁浮列车 典型代表为德国的 系列磁浮列车 短定子感应直线电机推动： 短定子感应直线电机推动： 效率较低，适用于低速运行，速度 效率较低，适用于低速运行，速度50-100km/h。 。 典型代表为日本的HSST系列磁浮列车 系列磁浮列车 典型代表为日本的