中低速磁浮列车靴轨系统优化

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1、国内图书分类号：U225密级：公开国际图书分类号：625.1西南交通大学研究生学位论文中低速磁浮列车靴轨系统优化年级二〇一五级姓名张鹏飞申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师吴积钦教授二〇一八年四月ClassifiedIndex:U225U.D.C:625.1SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisOPTIMIZATIONOFBOOTANDRAILSYSTEMFORMEDIUMANDLOWSPEEDMAGLEVTRAINGrade:2015Candidate:ZhangPengfeiAcademicDegree

2、Appliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.WuJiqinApril,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要中低速磁浮列车作为新兴的城市轨道交通方式，凭借其噪音低、能耗小、载客量大等优势，近年来已经得到的一定的发展和应用。集电靴与接触轨系统为走行及悬浮提供能量，是车辆取流的唯一来源，在运行中承担着重要作用。靴轨系统能否良好耦合是中低速磁浮列车可靠运行的关键。在目前运行过程中，靴轨系统中存在滑板磨耗较大、易受冲击、通过膨胀接头处噪声较大等问题。

3、这导致了集电靴始终工作在恶劣的工作环境中，易发生燃弧、掉块、磨损过度等问题，影响其使用寿命、增加其使用成本，严重时可能降低其可靠性，影响列车的正常运行。因此对靴轨系统的优化、改善其动力学特性对于保证稳定受流并延长使用寿命意义重大。研究优化中低速磁浮列车的靴轨系统，需要建立靴轨动力学模型，编制集电靴与接触轨仿真程序，得出靴轨动力性能指标值并通过线路实测加以验证。对既有的靴轨系统进行动力学研究和分析，确定评价指标和关键参数找出其不足和优化的关键点。进行靴轨系统的优化后进行仿真验证。为了解决目前存在的问题，本文以集电靴与接触轨实体为标准建立了模型并进行仿真，以接触力为

4、评价指标。参考EN50317-2002、EN50318-2002及TB/T3271-2011的要求，通过现场测试验证了模型的正确性与可信赖程度。在不同的运行速度下，通过仿真得到的接触力曲线对既有的靴轨系统进行了评价，找到了其表征问题的根源所在。调节集电靴的运行速度、静态接触压力、膨胀接头高差、跨距等参数后，重新进行仿真。通过仿真结果，研究出了各项关键参数对靴轨系统的动力学特性影响，并从中选取最佳组合，给出了优化建议。研究表明，对于中低速磁浮靴轨系统，其静态接触力不宜过大；跨距确定为3m；膨胀接头之后的接触轨应略低于之前的接触轨，且高差不大于1mm。仿真结果表明，

5、优化后的靴轨动力学特性明显好于优化之前。关键词：中低速磁浮列车；集电靴；接触轨；仿真；优化西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAsanewurbanrailtransitmode,mediumlowspeedmaglevtrainhasbeendevelopedandappliedinrecentyearsduetoitsadvantagesoflownoise,lowenergyconsumptionandlargecapacity.Thecollectorshoeandthecontactrailsystemprovidetheenergy

6、forwalkingandsuspension.Itistheonlysourceoftheflowofthevehicleandplaysanimportantroleintheoperation.Thegoodcouplingofthebootandrailsystemisthekeyfactorforthereliableoperationofthemediumandlowspeedmaglevtrain.Inthecurrentoperationprocess,therearemanyproblemsinthebootandrailsystem,such

7、asoversize,easyimpact,andexcessivenoiseattheexpansionjointoftheskate.Thisleadstotheproblemthatthecollectorshoeisalwaysworkinginharshworkingenvironment,whichispronetoarcing,fallingandexcessivewear.Itwillaffectitslifeandincreaseitsusecost,whichmayreduceitsreliabilityandaffectthenormalo

8、perationoftr