磁悬浮列车U型悬浮电磁铁电磁力的数值计算与分析_罗芳.pdf

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1、DOI:10.13890/j.issn.1000-128x.2002.03.0092002年第3期机车电传动№3,20022002年5月10日ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVESMay10,2002磁悬浮列车U型悬浮电磁铁研究电磁力的数值计算与分析开发罗芳，张昆仑（西南交通大学磁悬浮列车与磁悬浮技术研究所，四川成都，610031）作者简介：罗芳(1970-)，摘要：应用电磁场分析软件对常导磁悬浮列车U型悬浮电磁铁的各种电磁力进行数值计女，1992年毕业于重庆大学电气工程学院，1995年算，分析悬

2、浮电磁铁的气隙、水平错位及侧滚角对悬浮力、导向力、侧滚力矩的影响，并将结获电机制造及控制专业硕果与解析计算进行比较，所求得的电磁铁受力结果能为悬浮控制系统和导向控制系统的设计提士学位，讲师，现从事磁悬供准确的设计参数，为磁悬浮转向架抗侧滚梁的优化设计提供可靠的数据。浮列车直线牵引与悬浮的关键词：磁悬浮列车；电磁铁；电磁力；数值计算设计及电磁计算工作。中图分类号：U237文献标识码：A文章编号：1000-128X(2002)03-0032-03Numericalcalculationandanalysisofele

3、ctromagneticforcesofU-shapesuspensionelectromagnetformaglevvehicleLUOFang,ZHANGKun-lun(InstituteofMaglevVehicleandTechnology,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan610031,China)Abstract:NumericalcalculationsaredonetodiversifiedelectromagneticforcesofU-sha

4、pesuspensionelectromagnetforEMSmaglevvehiclewithanalysissoftwareofelectromagneticfield.Influencesareanalyzedontheliftforce,guidingforceandrollingtorquebyvariousairgap,lateraldisplacementandrollingangleofsuspensionelectromagnet.Resultsarecomparedwithanalytical

5、calculations.Theobtainedforcesoftheelectromagnetcanbetakenasaccurateparametersforthedesignofsuspensioncontrolsystemandguidingcontrolsystem,aswellasreliabledatafortheoptimizationdesignofanti-rollingbeamofmaglevbogie.Keywords:maglevvehicle;electromagnet;electro

6、magneticforce;numericalcalculation0引言由于悬浮电磁铁工作时除了产生气隙磁场外，还[2]会产生边缘磁场和漏磁场，因此其受力情况相当复杂。磁悬浮列车是一种车体悬浮于空中、摆脱了传统本文以“青城山磁悬浮列车工程试验线”磁悬浮列车的列车轮轨粘着束缚、由直线电机牵引的新型地面有轨悬浮电磁铁为例，应用电磁场分析软件平台，对不同工交通系统，具有速度快、选线灵活、乘坐安全舒适、环况下悬浮电磁铁的各种电磁力进行数值计算，为磁悬浮境兼容性好等特点。列车的悬浮、导向控制系统以及车辆抗侧滚系统的优化目

7、前，世界上研制的磁悬浮列车主要有2种：常设计提供依据;并将计算结果与相应的解析计算进行分导磁悬浮列车与超导磁悬浮列车。我国上海正在建设析比较，确定不同情况下电磁力的适用计算方法。的世界第1条高速磁悬浮列车商业运营示范线(上海地铁2号线龙阳站到浦东国际机场)及成都正在修建1电磁力的解析计算的“青城山磁悬浮列车工程试验线”的磁悬浮列车采对于适合于中低速磁悬浮列车的U型电磁铁，有用的悬浮系统均属常导电磁悬浮系统，又称EMS悬浮系统。EMS利用车载悬浮电磁铁直流励磁后对轨道产3种电磁力与车辆系统直接相关，即悬浮力、导（横

8、）向力、侧滚力矩。目前，在电磁铁的工程设计中大多采用生电磁吸力，固定不动的轨道将电磁吸力反作用于电[1]简易计算法，即假设气隙磁密均匀，无边缘磁场。这种磁铁，从而将整个车体吸浮于空中。方法的优点是计算简单，缺点是不够准确。还有一种悬浮电磁铁根据作用和结构的不同，可以有多种形式，如U型电磁铁、E型电磁铁等。本文将着重分析适合于中低较准确的解析计算方法是文献［3］所采用的方法