相邻直线电机边端效应及电磁力特性分析

作     者：张敏 骆淑娟 曹毅 罗世辉 

作者机构：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.52102442) 

主　　题：中低速磁浮 直线感应电机 间距 滑差频率 电磁力 

摘      要：直线感应电机在中低速磁浮列车应用中两两相邻，磁场相互干涉。为了探究磁场干涉对相邻电机电磁力特性的影响，首先，基于麦克斯韦方程组建立相邻电机各区域矢量磁位方程，利用边界条件对各区域矢量磁位进行求解。然后，推导得到相邻电机气隙磁场、牵引力和法向力表达式，分析相邻电机磁场干涉对电机电磁力的影响，并利用有限元仿真对理论模型进行检验。最后，研究电机间距和滑差频率两大因素对相邻电机电磁力的影响。结果显示，两台电机边端效应引起的行波相互影响，前一台电机（LIM1）受后一台电机（LIM2）影响较小，而LIM2受LIM1影响较大；LIM2牵引力和法向力均随间距的变化波动，间距越小，波动幅度越大。同时，滑差频率越小，LIM2电磁力受间距影响波动幅度越大。当滑差频率为8 Hz、速度为160 km/h、电流为400 A时，LIM2牵引力相较LIM1最大可增加83%；LIM2法向力最大可减小6.6 kN，这将大大减轻悬浮系统的负担。研究结果可为直线电机在中低速磁浮列车中的应用提供理论指导和技术支撑。