本書以永磁電磁懸浮技術為研究對象,研究領域涉及永磁電磁混合懸浮系統以及永磁電動與電磁混合懸浮系統,應用范圍包括中低速、高速和超高速運載系統等。全書在分析磁浮交通系統原理、類型和特點等基礎上,總結了國內外磁浮交通領域的研究應用成果,針對常導電磁懸浮技術和永磁電動懸浮技術的發展需求,研究了永磁電磁混合懸浮以及永磁電動與電磁混合懸浮的關鍵技術,并具體介紹了相關技術的應用成果。
本書是國防科技大學磁浮團隊承擔“十五”863、“十一五”和“十二五”國家科技支撐計劃以及國家自然科學基金等永磁電磁懸浮課題研究的總結。團隊經過近20年的技術攻關,完成了永磁電磁懸浮原理研究、集成試驗和整車(平臺)驗證的研制歷程。全書以準確的數據、大量的仿真和現場實驗為基礎,深入淺出地全面介紹了永磁電磁懸浮關鍵技術,可為永磁電磁懸浮技術在運載工具、旋轉機械、有關裝備研發中的應用提供指導。
目 錄
第1章緒論1
1.1背景與意義3
1.2國內外磁浮交通的主要應用成果5
1.2.1國外研究現狀和主要成果5
1.2.2國內研究現狀和主要成果6
1.3永磁電磁混合型懸浮技術研究現狀與挑戰14
1.3.1電磁鐵設計16
1.3.2懸浮控制技術16
1.3.3吸死防護技術17
1.4永磁電動與電磁混合懸浮技術研究現狀與挑戰18
1.4.1永磁電動懸浮技術18
1.4.2永磁電動與電磁混合懸浮技術19
1.5本章小結21
第2章永磁電磁混合型高速磁浮列車懸浮電磁鐵設計技術23
2.1概述25
2.2永磁電磁混合型磁鐵的基本設計要求26
2.2.1節能要求26
2.2.2提升永磁體利用率的要求28
2.2.3提高PEM可控性能的要求29
2.3永磁電磁混合型磁鐵的結構設計與對比分析32
2.3.1現有EM的基本結構32
2.3.2三種安裝永磁體的方案分析32
2.3.3PEM的有限元計算與分析33
2.4節能型永磁電磁混合型磁鐵設計36
2.4.1節能型PEM的設計要求36
2.4.2節能型PEM的參數計算37
2.4.3節能型PEM的設計結果39
2.4.4節能型PEM的研制與實驗40
2.5安全型永磁電磁混合型磁鐵設計41
2.5.1安全型PEM的設計要求42
2.5.2安全型PEM的參數計算42
2.5.3安全型PEM的設計結果45
2.6綜合型永磁電磁混合型磁鐵設計45
2.6.1綜合型PEM的設計要求45
2.6.2綜合型PEM的參數計算45
2.6.3綜合型PEM的設計結果51
2.7本章小結51
第3章永磁電磁混合型高速磁浮列車懸浮控制技術53
3.1概述55
3.2永磁電磁混合懸浮系統建模與分析56
3.2.1系統模型56
3.2.2開環特性分析58
3.2.3永磁參數和漏磁因素對系統開環特性的影響59
3.3基于狀態反饋的零功率控制器設計61
3.3.1狀態反饋控制器設計61
3.3.2狀態反饋控制器仿真分析63
3.4基于參數自適應的零功率控制器設計64
3.4.1參數自適應控制器設計65
3.4.2參數自適應控制器穩定性分析66
3.4.3參數自適應控制器仿真分析67
3.5永磁電磁混合懸浮系統實驗研究68
3.5.1永磁電磁混合懸浮雙磁浮架實驗研究68
3.5.2整車運行實驗測試73
3.6本章小結74
第4章永磁電磁混合型中低速磁浮列車懸浮技術75
4.1概述77
4.2永磁電磁混合懸浮電磁鐵設計78
4.2.1磁鐵結構選擇78
4.2.2磁鐵結構參數設計79
4.2.3有限元仿真分析80
4.3永磁電磁混合懸浮系統抗擾控制83
4.3.1錯臺干擾83
4.3.2沖擊干擾86
4.3.3負載變化對懸浮系統的影響90
4.4實驗測試驗證93
4.4.1電磁懸浮與永磁電磁混合懸浮實驗測試對比93
4.4.2整車運行實驗測試97
4.5本章小結100