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《EMS型磁浮列车悬浮力分析_胡基士》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第1期西南交通大学学报Vol.36No.12001年2月JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYFeb.2001文章编号:0258-2724(2001)01-0044-04EMS型磁浮列车悬浮力分析胡基士(西南交通大学电气工程学院,四川成都610031)摘要:悬浮系统是磁浮列车的重要组成部分,其性能将直接影响车辆的性能。悬浮力是线路桥梁设计和车辆线路动力学分析的基础。根据EMS型磁浮列车的特点,给出了悬浮系
2、统的教学模型,分析了悬浮力的大小及其动态特性。关键词:电磁力学效应;磁浮铁路;磁垫车;力学中图分类号:U21;U237文献标识码:AAnalysisofSuspensionForceoftheEMSMaglevTrainHUJi-shi(SchoolofElectricEng.,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Thesuspensionsystemisoneofthemostimportantsubsystemsin
3、themaglevtrain.Itsperformancewillinfluencetheperformancesofthetraindirectly.Thesuspensionforceisthebasisoftrackorbridgegirderdesignandtrackdynamicanalysis.BasedonthecharacteristicsoftheEMSmaglevtrain,amathematicalmodelofthesuspensionsystemispresented,
4、andthemagnitudeofthesuspensionforceanditschangeswithtimearediscussed.Keywords:electromagneticmechanicaleffect;magneticsuspensionrailways;Maglevvehicles;mechanics磁浮列车在运行时虽然不与线路发生直接的机械接触,但是车辆重力、牵引或制动力、导向力、通过曲线时的离心力、坡道附加阻力等仍然会以非接触方式作用于线路上。尽管这些力的表现形式与传统轮轨
5、系统有所不同,但其基本属性并没有本质区别。车辆对线路的作用力,特别是悬浮力,成为线路轨道、梁、[1,2]墩、支座和基础等受力部件工程设计的重要依据,也是进行车辆与线路动力学分析的基础。磁浮系与轮轨系在受力表现形式上存在着较大差异。在轮轨系中,车辆通过车轮踏面将力直接集中作用在线路上,而磁浮列车则是通过气隙间接分散地作用在线路上,也就是说,轮轨系统线路承受的是集中荷载,磁浮系统线路承受的是分布荷载。在轮轨系中,为了减小车辆对线路的作用力,通常采用提高线路施工精度、减小簧下重量和改进二系悬挂方式等方法
6、。而在磁悬浮系统中,则可通过主动控制悬浮力改善车辆与线路的作用力关系。本文中根据EMS磁浮列车的特点,分析了悬浮力的大小及其动态特性。1几个基本关系磁浮线路主要承受来自车辆的作用力,磁浮列车的下部结构一般由若干个磁转向架构成。每个磁转向架上左右两侧各安装一个模块,每个模块由四个电磁铁组成,四个电磁铁首尾紧密相接,形成分布式支[3,4]承结构。车辆不悬浮时,受重力作用车辆通过转向架上的支承装置落在导轨上,此时悬浮气隙极面与轨面之间的距离,实质上此时车辆并未浮起)最大,为max。电磁铁通电后,
7、在电磁铁与导轨之间产生电磁吸力Fx,当吸力大于车辆重力时,车辆就会被浮起。如果不予控制,车辆将被吸死在导轨上,此时悬收稿日期:1999-11-15基金项目:国家九五攻关项目(85-22-02)作者简介:胡基士(1955-),男,副教授.第1期胡基士:EMS型磁浮列车悬浮力分析45浮气隙最小,为min=0。为了达到车辆稳定悬浮的目的,必须实时调节电磁铁线圈中的电流以改变悬浮力,使车辆处于动态平衡的悬浮状态,此时悬浮气隙在min<<ma
8、x中一个很小的范围内波动,其平衡点即额定悬浮气隙用0表示,如图1所示,通常取0=max2。为了能够实时调节气隙使其趋于0,通常采用H型两象限高频斩波器向电磁铁线圈供电,悬浮系统工作原理和主要波形如图2所示。由此不难得到如下[5]基本关系。(1)电压方程。电磁铁线圈回路的电压方程式为du=iR+(1)dt式中:u为电磁铁线圈电压,V;i为电磁铁线圈电流,A;R为线圈内阻,;为线圈磁链,=f(i,),可由图1悬浮气隙动态变化示意图磁路计算求得,或求出一簇曲线。(
