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中低速磁浮列车中置式悬浮架的耦合姿态分析

铁道学报 2021年第10期43卷 29-35页

作者：胡俊雄雷成马卫华董黎生郑州铁路职业技术学院河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中车戚墅堰机车有限公司江苏常州213011

研究中低速磁浮列车中置式悬浮架防侧滚和解耦能力,分析落车、悬浮两种状态下的防侧滚梁受力状态,并对单悬浮架进行落车状态防侧滚试验。基于几何及运动关系分析悬浮架理论耦合姿态,讨论悬浮架受到垂向激扰时的运动规律,以及防侧滚梁组... 详细信息

研究中低速磁浮列车中置式悬浮架防侧滚和解耦能力,分析落车、悬浮两种状态下的防侧滚梁受力状态,并对单悬浮架进行落车状态防侧滚试验。基于几何及运动关系分析悬浮架理论耦合姿态,讨论悬浮架受到垂向激扰时的运动规律,以及防侧滚梁组件的结构参数与耦合姿态之间的关系。研究结果表明:中置式防侧滚梁方案能够满足悬浮架防侧滚要求,同时还具备较好的垂向运动解耦能力,一侧悬浮模块受到垂向激扰时对另一侧影响较小,有利于悬浮稳定性;较长的片梁有利于悬浮模块之间的垂向运动解耦,同时能减小吊杆的摆动角度;吊杆长度对悬浮模块之间的垂向运动解耦影响不明显,对其摆动角度与摆动幅度具有相反的影响规律,建议吊杆长度取0.15~0.20 m。

关键词：中低速磁浮列车悬浮架防侧滚解耦姿态分析

中低速磁浮列车速度对直线感应电机牵引力影响

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同济大学学报（自然科学版） 2021年第12期49卷 1671-1677页

作者：王滢刘学龙刘方麟刘世杰陈绍宗卢卫国西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都611756

结合中低速磁浮列车工程应用的电机结构参数,基于准一维理论建立气隙磁场数学模型,分析运行速度与电机气隙磁场之间的关系,然后采用有限元仿真从气隙磁场、次级涡流和牵引力3个方面对数学模型进行验证。结果表明,列车速度会影响电机的... 详细信息

结合中低速磁浮列车工程应用的电机结构参数,基于准一维理论建立气隙磁场数学模型,分析运行速度与电机气隙磁场之间的关系,然后采用有限元仿真从气隙磁场、次级涡流和牵引力3个方面对数学模型进行验证。结果表明,列车速度会影响电机的纵向动态端部效应(LDEE),导致气隙磁场产生畸变,并在次级感应板上的电机入端、出端区域产生涡流,使电机推力下降、效率降低。对比电机端部半填充槽结构和全填充槽结构的纵向动态端部效应,半填充槽结构的电机牵引力受速度影响更严重。

关键词：中低速磁浮列车直线感应电机(LIM) 纵向动态端部效应(LDEE) 气隙磁场

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中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输

同济大学学报（自然科学版） 2020年第3期48卷 392-397页

作者：吴峻李中秀曾晓荣罗茹丹国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 北京磁悬浮技术发展有限公司长沙分公司湖南长沙410073

分析了中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输的衰减、延时以及易受干扰等问题,并提出了解决方案。建立了信号传输系统的简化模型,并按照阻抗匹配原则确定了主要器件参数,防止信号长线缆传输时出现衰减畸变;分析了悬浮系统动态响应允许的传... 详细信息

分析了中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输的衰减、延时以及易受干扰等问题,并提出了解决方案。建立了信号传输系统的简化模型,并按照阻抗匹配原则确定了主要器件参数,防止信号长线缆传输时出现衰减畸变;分析了悬浮系统动态响应允许的传感器信号最大延时,设计并实施了基于振动台的对比测试;针对信号传输电磁环境特点,设计了滤波电路以及屏蔽和接地方案,通过了射频辐射感应抗扰度和脉冲群抗扰度测试。结果表明,悬浮系统动态特性不受信号串行通信延时的影响,所提出的解决方案能实现准确、及时、可靠的信号传输。

关键词：中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输阻抗匹配延时电磁干扰

中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动研究

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工程力学 2017年第12期34卷 210-218,247页

作者：李小珍耿杰王党雄张迅梁林西南交通大学土木工程学院桥梁工程系四川成都610031

为了探讨中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动,基于SIMPACK和ANSYS联合仿真,首先建立了中低速磁浮列车-桥梁/低置梁系统竖向耦合振动模型,以某试验线20 m简支梁现场动载试验为依据,验证此方法的可靠性。随后,根据所建立的中低速磁浮... 详细信息

为了探讨中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动,基于SIMPACK和ANSYS联合仿真,首先建立了中低速磁浮列车-桥梁/低置梁系统竖向耦合振动模型,以某试验线20 m简支梁现场动载试验为依据,验证此方法的可靠性。随后,根据所建立的中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动模型进行动力仿真分析,并探讨了不同参数对低置梁竖向动力响应的影响。结果表明:低置梁自振频率较高,一阶竖弯达32.9 Hz;低置梁框架跨中竖向动位移及加速度均较底板中心大,框架振动属于高频振动(相对于底板振动),在50 Hz^100 Hz加速度显著大于底板中心;磁浮列车荷载加载频率较高,该加载频率(整数倍)易与低置梁自振频率重合或接近而产生共振效应,显著放大低置梁动力响应;随着支撑脱空长度的增大,低置梁动力响应显著增大,且增速加大,随着路基刚度和底板厚度的增大,低置梁动力响应减小,且减小的幅度变小。

关键词：中低速磁浮列车低置梁耦合振动共振效应联合仿真

中低速磁浮列车悬浮控制系统冗余设计方案探讨

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铁道标准设计 2024年第7期68卷 200-209页

作者：曹毅张敏马卫华刘清辉罗世辉李铁陈泽众西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 中车大连机车车辆有限公司大连116022

悬浮控制系统作为中低速磁浮列车的核心子系统,其可靠性和容错能力对于列车正常运行至关重要。为提高悬浮控制系统容错能力,通过分析工程应用中的悬浮控制系统故障数据设计了一种处理器模块冗余、电源冗余以及悬浮传感器冗余相结合的悬... 详细信息

悬浮控制系统作为中低速磁浮列车的核心子系统,其可靠性和容错能力对于列车正常运行至关重要。为提高悬浮控制系统容错能力,通过分析工程应用中的悬浮控制系统故障数据设计了一种处理器模块冗余、电源冗余以及悬浮传感器冗余相结合的悬浮控制系统方案,通过软、硬件设计搭建了新方案的样机实物并进行了初步测试。处理器模块采用双机热备冗余,电源采用双路DC24V冗余,悬浮传感器采用二乘二取二冗余。其次运用马尔可夫理论建立了悬浮冗余控制系统的可靠性模型,对系统进行可靠性分析,研究故障率、故障检测率对悬浮冗余控制系统可靠性的影响,将悬浮冗余控制系统与常规悬浮控制系统的可靠性进行对比分析。并通过Simulink和Stateflow建立主从切换状态机模型和主从切换控制系统模型,实现了逻辑仿真。研究结果表明,在悬浮控制系统生命周期内,本文提出的悬浮冗余控制系统方案相比于常规悬浮控制系统的可靠性提高了50%,提升主模块的故障检测率和降低各单元的故障率均能有效提升悬浮控制系统可靠性。在制定合适的故障检测和切换控制策略前提下,双机热备冗余设计的悬浮控制系统相比于常规悬浮控制系统更具可靠性,是提升悬浮控制系统可靠性和容错能力的有效措施,适合在中低速磁浮列车上推广应用。

关键词：中低速磁浮列车悬浮控制系统冗余马尔可夫模型可靠性 Stateflow

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境空间电磁干扰的研究

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仪表技术与传感器 2018年第11期 1-6页

作者：罗茹丹吴峻李中秀国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境周围存在着多种电磁干扰,特别是悬浮磁场的漏磁和车辆运行时磁浮轨道感应产生的端部涡流磁场,这些磁场有可能通过检测线圈的耦合进入传感器的电路,影响悬浮间隙的检测。文中研究了这两种电磁干扰,... 详细信息

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境周围存在着多种电磁干扰,特别是悬浮磁场的漏磁和车辆运行时磁浮轨道感应产生的端部涡流磁场,这些磁场有可能通过检测线圈的耦合进入传感器的电路,影响悬浮间隙的检测。文中研究了这两种电磁干扰,在单磁铁模块模型的瞬态磁场仿真基础上,分析认为它们是一种低频干扰,并从屏蔽和滤波2个方面提出了解决方法。基于传感器检测频率与干扰频率的差异性,设计了一种FIR高通滤波器,仿真结果表明其抑制干扰效果良好。

关键词：中低速磁浮列车悬浮间隙传感器电磁干扰涡流漏磁瞬态磁场仿真

中低速磁浮列车与轮轨式城轨列车技术特点的对比研究

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铁道机车车辆 2022年第5期42卷 129-134页

作者：黄金张桂南张世聪中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 动车组和机车牵引与控制国家重点实验室北京100081

中低速磁浮列车与传统轮轨式城轨列车的技术特性之间存在显著的差异,目前仍然缺乏对这些差异直接进行对比分析的整车测试数据。对某A型磁浮和某B型地铁列车在能耗、噪声和运行平稳性3个方面进行了整车线路实测,结果显示A型磁浮列车在具... 详细信息

中低速磁浮列车与传统轮轨式城轨列车的技术特性之间存在显著的差异,目前仍然缺乏对这些差异直接进行对比分析的整车测试数据。对某A型磁浮和某B型地铁列车在能耗、噪声和运行平稳性3个方面进行了整车线路实测,结果显示A型磁浮列车在具有相似的典型运行能耗组成的情况下,具有更高的单位起动加速能耗,且在速度46~80 km/h时具有更大的运行阻力,所以其牵引能耗显著超过传统轮轨式城轨列车;两列车在内部噪声水平上无明显区别,A型磁浮列车在静止和加速工况下的外部噪声水平高于B型地铁,但在80 km/h的恒速工况下,外部噪声水平更低;A型磁浮列车具有更好的实测运行平稳性。

关键词：中低速磁浮列车轮轨式地铁列车能耗噪声运行平稳性整车试验

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EMS型中低速磁浮列车悬浮架技术研究综述

西南交通大学学报 2023年第4期58卷 720-733页

作者：马卫华胡俊雄李铁罗世辉刘树洪西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116022 天津市广山津达机械有限责任公司天津300407

悬浮架是承载EMS(electro-magnetic suspension)型中低速磁浮列车运行的关键子系统,影响列车的悬浮稳定性、舒适性和安全性,需要对其进行深入研究.围绕国内外EMS型中低速磁浮列车应用案例,介绍了(悬挂)端置式悬浮架、(悬挂)中置式悬浮... 详细信息

悬浮架是承载EMS(electro-magnetic suspension)型中低速磁浮列车运行的关键子系统,影响列车的悬浮稳定性、舒适性和安全性,需要对其进行深入研究.围绕国内外EMS型中低速磁浮列车应用案例,介绍了(悬挂)端置式悬浮架、(悬挂)中置式悬浮架的技术方案和特征,总结了主要技术指标.结合悬浮架技术研究、发展现状,讨论了磁轨作用关系、运动解耦能力、动力学性能、结构强度以及悬浮冗余设计五大研究方向,通过对研究内容梳理和总结,归纳了现有前沿科学问题和工程技术挑战:一是轨距亟须统一;二是动态磁轨关系研究欠缺;三是悬浮架横向动力学有待研究;四是悬浮架疲劳强度分析及试验不足;五是悬浮架机械结构冗余设计方案较少.

关键词：电磁悬浮(EMS) 中低速磁浮列车悬浮架发展动态

不同桥跨对中低速磁浮列车-简支梁系统竖向耦合振动影响机理研究

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振动与冲击 2022年第19期41卷 8-15页

作者：李小珍王渝文胡启凯王党雄西南交通大学土木工程学院成都610031 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072

为研究不同桥跨对中低速磁浮列车-简支梁系统竖向振动特性的影响,建立中低速磁浮列车-简支梁系统竖向耦合振动模型。以25 m、30 m、35 m三种典型跨径的混凝土简支梁为研究对象,对中低速磁浮列车-桥梁系统竖向振动特性进行分析。结果表明... 详细信息

为研究不同桥跨对中低速磁浮列车-简支梁系统竖向振动特性的影响,建立中低速磁浮列车-简支梁系统竖向耦合振动模型。以25 m、30 m、35 m三种典型跨径的混凝土简支梁为研究对象,对中低速磁浮列车-桥梁系统竖向振动特性进行分析。结果表明:建立的耦合振动数值模型可靠;随着简支梁跨径增加,桥梁竖向动挠度增加,而竖向加速度减小;车体和悬浮架的竖向动位移和加速度均随着简支梁跨径的增加而减小,悬浮架竖向加速度的优势频段集中在0~30 Hz和50~80 Hz,车体整体表现为低频振动(0~15 Hz);悬浮间隙和悬浮力的波动范围随着简支梁跨径增加而减小;不同跨径会改变桥梁竖向加速度的频谱分布特性;磁浮线路可根据需要,在满足静力安全服役的前提下,灵活选择简支梁跨径,最大程度节约工程造价。

关键词：中低速磁浮列车简支梁不同桥跨耦合振动模型验证