中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁的电磁特性分析

论文摘要

悬浮电磁铁是中低速磁浮列车上的重要部件,其工作性能直接影响着整车的技术经济性能指标和列车的运行安全。因此对悬浮电磁铁的电磁特性进行准确的计算分析,把握电磁铁主要性能指标及其电磁场分布情况有非常重要的实际意义。本文利用有限元数值方法,首次对中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁电磁特性进行了系统的分析计算。论文论述了电磁铁结构及建模方法,分析了满载8 mm和10mm两种气隙额定悬浮、满载18mm气隙起浮和空载3mm气隙防吸死四种典型工况下悬浮电磁铁的电磁特性,探讨了电励磁线圈电流、气隙和悬浮力之间的关系,同时对电磁铁发生横向滚动、永磁体发生退磁等工程上可能出现的问题进行了研究。接着,基于三维数值计算,分析了上述四种典型工况下悬浮电磁铁的电磁特性,并与二维计算结果进行了比较；进一步探讨了电磁铁发生纵向滚动情况下的电磁力变化。最后,采用三维数值方法,对发生横向偏移和纵向偏转等导向工作状态下悬浮电磁铁电磁特性进行了计算分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 中低速磁浮列车及其发展
• 1.2 悬浮电磁铁电磁场国内外研究现状
• 1.3 论文研究意义
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 电磁场有限元数值计算基础
• 2.1 电磁场问题的有限元求解方法
• 2.1.1 有限元方法概述
• 2.1.2 有限元法在电磁场中的应用
• 2.1.3 边界条件与边值关系
• 2.2 Maxwell 2D/3D软件概述
• 2.2.1 Maxwell 2D/3D软件简介
• 2.2.2 Maxwell 2D/3D软件的使用步骤
• 2.3 有限元数值计算的网格划分
• 2.4 本章小结
• 第三章 悬浮电磁铁二维电磁场数值分析
• 3.1 混合悬浮电磁铁结构及二维建模
• 3.2 四种典型工况下电磁场数值分析
• 3.2.1 满载8mm气隙额定悬浮工况
• 3.2.2 满载18mm气隙起浮工况
• 3.2.3 满载10mm气隙悬浮工况
• 3.2.4 空载3mm气隙防吸死工况
• 3.3 悬浮气隙对电磁力的影响
• 3.4 电励磁线圈电流对电磁力的影响
• 3.5 电磁铁横向滚动情况下电磁场数值分析
• 3.6 永磁体退磁对电磁力的影响
• 3.6.1 永磁体退磁的发生
• 3.6.2 永磁体退磁对电磁力的影响
• 3.7 本章小结
• 第四章 悬浮电磁铁三维电磁场数值分析
• 4.1 三维数值分析建模
• 4.2 四种典型工况下电磁场三维计算分析
• 4.2.1 满载8mm气隙额定悬浮工况
• 4.2.2 满载18mm气隙起浮工况
• 4.2.3 满载10mm气隙悬浮工况
• 4.2.4 空载3mm气隙防吸死工况
• 4.3 电磁铁纵向滚动情况下电磁场数值分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 导向工况下悬浮电磁铁电磁特性分析
• 5.1 悬浮电磁铁导向电磁力的产生
• 5.2 存在横向偏移情况下电磁力分析
• 5.3 电磁铁纵向偏转下电磁场数值分析
• 5.3.1 纵向偏转下导向电磁力的产生
• 5.3.2 单个电磁铁纵向偏转下电磁特性分析
• 5.3.3 整体电磁铁纵向偏转下电磁特性分析
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果