永磁轨道磁场变化对高温超导磁悬浮系统动态特性的影响

作     者：李林波 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵立峰

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：高温超导磁浮系统 环形永磁轨道 磁场仿真 动态特性 运行方向 振动 

摘      要：作为现代高科技轨道交通工具,磁悬浮列车具有能耗低、噪声小、安全舒适等特点,一直受到各国研究者的青睐。目前投入实际应用的磁悬浮列车大多是在复杂控制系统下通过电磁作用使列车稳定的悬浮。高温超导块在转变为超导态的过程中能够俘获磁通的特点,使其能够在外加磁场环境下自我稳定地悬浮而不需要任何外界控制,这使得研究高温超导磁悬浮更加有意义。高温超导技术的出现为磁浮领域的研究打开了新的篇章,其技术的不断发展在轨道、航天、医疗等领域有着良好的应用前景。本论文借助于实验室现有的高温超导磁悬浮运转模拟平台研究了高温超导块在运行过程中的动态特性,主要包括悬浮在永磁轨道上的超导块在运行过程中运行方向上力的特性和自由悬浮状态下高温超导块磁浮系统的振动特性,从而为未来高温超导磁悬浮列车的应用探究出更有意义的数据。第一章介绍了论文的研究背景,磁悬浮列车的发展,高温超导块磁悬浮特性及自稳定悬浮原理,接着介绍了高温超导磁悬浮应用的研究现状,最后简述了论文的主要内容和主体结构。第二章主要介绍了论文探究高温超导磁悬浮动态特性过程中所采用的实验装置和实验方法。第三章借助实验测试和仿真软件分析了实验用环形永磁轨道的磁场特性,对比了布置铁片与否两种情况下的磁场分布,并分析了单块永磁体磁场分布不均匀性原因。第四章通过在磁轨上布置铁片,人为改变高温超导磁悬浮系统行驶方向磁场分布,研究了超导块在不同的冷却方式(场冷、零场冷、场冷高度等于工作高度)情况下,以不同速度运行在变化的磁场过程中其运行方向力的变化特性。第五章研究了在自由悬浮情况下高温超导磁悬浮系统振动特性的影响。接着在测试过程中实验并分析了外界因素(磁场波动、速度、场冷高度)对系统振动特性的影响。