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《高速磁浮列车气隙磁场测量系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、国防科技大学学报第29卷第3期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.29No.32007文章编号:1001-2486(2007)03-0123-03X高速磁浮列车气隙磁场测量系统的研究陈棣湘,潘孟春,罗飞路(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)摘要:介绍了高速磁浮列车气隙磁场测量系统研制中的几项关键技术,提出了三维磁敏传感器的设计方法和基于霍尔元件的电压比磁场测量法,并设计了传感器的高精度运动控制系统。所研制的系统具有较高的测磁
2、精度和定位精度,实现了高速磁浮列车气隙磁场的自动测量。关键词:磁浮列车;磁场测量;三维磁敏传感器;电压比测量法;步进电机中图分类号:U237文献标识码:BStudyonAir-gapMagneticFieldsMeasurementSystemofHigh-speedMagneticLevitationVehicleCHEND-ixiang,PANMeng-chun,LUOFe-ilu(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationalUniv.ofD
3、efenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Severalkeytechnologieswereintroducedinthedevelopmentoftheair-gapmagneticfieldmeasurementsystemofhigh-speedmagneticlevitationvehicle.Thedesignmethodofthethree-dimensionalmagneticsensorsandthevoltageproportionalm
4、agneticfieldmeasurementmethodbasedonHal-leffectdeviceswereputforwardinthispaper.Italsopresentedamotioncontrolsystemwithhighprecisiondesignedforthesensor.Theresearchshowsthatthedevelopedsystemhashighmeasurementandorientationprecision,anditcanperformautomatic
5、measurementoftheairgapmagneticfieldsofhighspeedmagneticlevitationvehicle.Keywords:magneticlevitationvehicle(MLV);magneticfieldmeasurement;threedimensionalmagneticsensor;proportionalvoltagemeasurementmethod;steppingmotor随着国民经济的发展,交通运输日益紧张并成为制约经济的一个重要因素,缓解并改善
6、交通状况是当前迫切需要解决的问题。作为新型的陆上交通工具,磁浮列车依靠电磁力将列车悬浮于轨道上,用直线电机推进。它没有车轮及相应的传动机构,与地面无机械接触,可以高速、平稳地运行,并且运营维护费用低,无环境污染,具有良好的发展前景。[1]常导型高速磁浮列车采用长定子直线同步电机进行驱动。悬浮电磁铁作为直线同步电机的次级,在绕组电流的激励下,与长定子轨道相互作用,同时具备悬浮、推进、发电等多项功能。列车中气隙磁场的分布和变化规律对于列车的悬浮、推动、导向和车载发电都有很大的影响。常导高速磁浮列车气隙磁场测量系统
7、的建立和应用,对于磁浮列车电磁系统的性能评估和优化设计具有重要意义,可以为高速磁浮列车技术的国产化提供有力的保障。1三维磁敏传感器的设计现有磁场测量系统所用的传感器一般都只能用来测量某个特定方向的磁场,当需要测量空间中同一点磁场的多个分量时,需要精确地调整传感器的位置和姿态才能实现。高速磁浮列车的气隙磁场是个三维磁场,为了降低运动控制系统的复杂性,提高测量速度和精度,采用将霍尔元件粘贴在立方体表面的方法来制作三维磁敏传感器。将六个性能参数相同的霍尔元件分别粘贴在一个小立方体(3mm@3mm@3mm)的六个面上
8、,互相平X收稿日期:2006-12-19基金项目:国家863计划重大专项资助项目(2001AA505000-109)作者简介:陈棣湘(1970)),男,副教授,博士。124国防科技大学学报2007年第3期行的两个面上的霍尔元件以差动的方式进行电路连接,共同完成某一个方向的磁场测量;由于立方体相邻的三个面彼此正交,从而就可以构成一个三维的磁敏传感器,用于测量立方体中心点磁场的三个分量。由于霍尔元件的体
