不同运动模式下永磁轨道上方高温超导体悬浮性能的研究

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1、C：lassifiedIndex：0511．9U．D．C：537．621．3SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationRESEARCHONHIGHTEMPERATURESUPERCONDUCTORYBCOLEVITATINGPROPERTIESABOVEPERMANETGUIDEWAYWITHDIFFERENTMOVⅢGMODESGrade：2008Candidate：ZengRongAcademicDegreeAppledfor：DoctorDe

2、greeSpeciality：TrafficInformationEngineerandControlSupervisor：WangSuyuSept．6，2012西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；

3、2．不保密一使用本授权书。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名：彳存_。罗日期：2OI2．／2．7-0疹～名乙鹳怛彤多蛔Z棚锄导期借日西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1．提出高温超导块材YBCO在永磁轨道上方垂直面上做

4、斜线往返运动、水平面上折线形往返运动以及圆弧形往返运动特性研究的构思。2．提出并设计、加工、装调完成了具体实现上述研究的特种功能测试系统。3．首次研究了高温超导块材YBCO在永磁轨道上方垂直面上做斜线往返运动，从实验与理论上分析研究了场冷情况下块材组合、斜线角度、运动速度、运动次数及块材的临界电流密度对悬浮力的影响。此部分工作有别于目前国内外重点关注高温超导体在永磁体及永磁轨道上做垂直方向或纵向等单个自由度运动的研究，国内外至今未见同类论文报道。4．首次研究了高温超导块材YBCO在永磁轨道上方水平面上做折线

5、形往返运动，从实验与理论上分析研究了场冷情况下折线形运动的侧向位移、角度与力矩、悬浮力和导向力的关系，折线形运动的速度及块材的临界电流密度对悬浮力和导向力的影响。5．首次研究了高温超导块材YBCO在永磁轨道上方水平面上做圆弧形曲线往返运动，从实验与理论上分析讨论了场冷情况下弧形运动的弧形大小、轨道倾斜角度与力矩、悬浮力和导向力的关系，弧形运动的速度及块材的临界电流密度对悬浮力和导向力的影响。6．通过引入由作者自己提出的斜线往返运动、折线形运动以及圆弧曲线三种运动模式下的运动控制方程，建立了高温超导磁悬浮斜线

6、往返运动、折线形运动以及圆弧曲线三种运动模式下多物理场耦合暂态非线性模型，该模型有别于目前国内外重点关注的高温超导体在永磁体及永磁轨道上做垂直方向、侧向、纵向单个自由度运动以及高温超导体在永磁体及永磁轨道上做垂直方向与侧向两个自由度联动等研究重点。西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要高温超导磁悬浮技术利用块状高温超导体的磁通钉扎原理，在外部磁激励条件下，实现无需主动控制的静态稳定悬浮，这种优良的被动悬浮技术，不仅具备普通磁悬浮系统的技术优势，而且结构简单，应用便利，可靠性高，在磁悬浮交通领域受到越来越多

7、的关注。目前，世界各研究小组研究方向主要集中在高温超导体在永磁体及永磁轨道上做垂直方向、侧向、纵向单个自由度运动时高温超导体的电磁特性，以及高温超导体在永磁体及永磁轨道上做垂直方向与侧向两个自由度复合运动时高温超导体的电磁特性。而针对高温超导磁悬浮车在实际运行中可能出现的不同运动模式，例如从直道进入弯道时在水平面上所产生的圆弧曲线运动，侧向扰动下在水平面上可能出现的车体水平偏移运动即折线形运动以及加减速时车头在垂直面上可能产生的斜线往返运动轨迹，所引起高温超导磁悬浮车悬浮性能变化的研究，尚未见相关报导。为使

8、高温超导磁悬浮实验车早日走出实验室，本论文对折线形运动、斜线往返运动以及圆弧曲线运动三种不同运动模式下永磁轨道上方高温超导块材YBCO(YBa2Cu30x+1)的悬浮性能进行了基础的实验与理论研究。本论文在改造SCML一01高温超导磁悬浮测试系统基础上，搭建了可实现上述三种运动模式的高温超导磁悬浮实验平台，在垂直面上通过纵向与垂直两个自由度的复合运动，研究了场冷情况下块材组合、反应急缓加减速特点的斜线往返运动角度