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超高速永磁电动悬浮系统性能优化

西南交通大学学报 2023年第4期58卷 773-782页

作者：胡永攀曾杰伟王志强龙志强国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 同济大学国家磁浮交通工程技术研究中心上海201804

为提高超高速永磁电动悬浮系统的综合性能,围绕浮重比、浮阻比和悬浮刚度3个重要指标开展了多目标性能优化研究.首先,对永磁电动悬浮系统进行横向延拓,推导三维电磁力模型,并进行有限元仿真分析;然后,针对浮重比、浮阻比和悬浮刚度的多... 详细信息

为提高超高速永磁电动悬浮系统的综合性能,围绕浮重比、浮阻比和悬浮刚度3个重要指标开展了多目标性能优化研究.首先,对永磁电动悬浮系统进行横向延拓,推导三维电磁力模型,并进行有限元仿真分析;然后,针对浮重比、浮阻比和悬浮刚度的多目标优化问题,提出基于“系统级+子系统级”架构的并行优化策略,实现了线性加权意义下的系统性能最优.最后,搭建了“Halbach永磁阵列+凸缘式铝制转盘”实验平台,验证上述优化策略在提高系统性能上的有效性.研究结果表明:在超高速工况下,理论解析计算得到悬浮力与仿真结果误差在8%以内,而磁阻力几乎没有误差;通过优化设计,浮重比从11.0提升至18.3,增幅为75.50%;浮阻比从3.5提升至3.8,增幅为7.50%;单位质量永磁阵列的悬浮刚度从6.1 kN/m提升至20.6 kN/m,增幅为235.94%.

关键词：永磁电磁悬浮多目标优化

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电动电磁混合磁浮悬浮稳定性及技术特性分析

中国电机工程学报 2007年第6期27卷 53-56页

作者：闫宇壮李云钢程虎国防科技大学三院磁悬浮中心湖南省长沙市410073

针对EDS(electro-dynamic suspension)型磁浮系统自振较大的不足,研究一种EDS和EMS(electro-magnetic suspension)混合作用的磁浮技术。基于该系统的动力学模型,利用劳斯判据进行悬浮稳定性分析,结果表明,纯粹的EDS系统是临界稳定的,而... 详细信息

针对EDS(electro-dynamic suspension)型磁浮系统自振较大的不足,研究一种EDS和EMS(electro-magnetic suspension)混合作用的磁浮技术。基于该系统的动力学模型,利用劳斯判据进行悬浮稳定性分析,结果表明,纯粹的EDS系统是临界稳定的,而引入EMS后即使对其不施加主动控制作用,只要EDS悬浮力达到一定比重即可实现稳定。通过选取4种典型情况进行数值计算,验证了所给稳定条件的正确性。论文还对混悬系统的技术特性进行分析,指出EMS部分既可完全利用车载永久磁铁实现,亦可再辅以零功率控制线圈来提供更好的主动阻尼。所增加的EMS控制器的体积重量功耗小、部件少、无需通过冗余来保障安全,且对轨道的精度要求低。EDS和EMS混合磁浮技术可以发挥二者的优点而克服各自的不足,具有潜在应用前景。

关键词：磁悬浮电动悬浮电磁悬浮混合悬浮稳定性

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电磁悬浮与推进科研团队

国防科技 2016年第5期37卷 107-107页

国防科学技术大学机电工程与自动化学院电磁悬浮与推进科研团队,自1980年率先在国内开展磁浮技术研究,是北京市中低速磁浮交通系统工程技术中心和湖南省磁浮技术研究中心的主要依托单位,在磁浮控制领域综合实力处于国内领先。团队先后... 详细信息

国防科学技术大学机电工程与自动化学院电磁悬浮与推进科研团队,自1980年率先在国内开展磁浮技术研究,是北京市中低速磁浮交通系统工程技术中心和湖南省磁浮技术研究中心的主要依托单位,在磁浮控制领域综合实力处于国内领先。团队先后攻克了磁浮车轨耦合振动、载荷/轨道适应

关键词：磁浮技术电磁悬浮车轨耦合振动中低速磁浮交通科研团队

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永磁和电磁构成的混合式悬浮系统研究

铁道学报 2005年第3期27卷 50-54页

作者：王莉熊剑张昆仑连级三西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所四川成都610031

永久磁铁和常导线圈构成的混合式悬浮系统,悬浮能耗小,可实现大气隙悬浮。本文建立了该混合悬浮系统的数学模型,分析了它的一些性质,采用定气隙控制指标,设计了使系统稳定的控制器,并对所设计的控制器进行了仿真。仿真结果表明,这种混... 详细信息

永久磁铁和常导线圈构成的混合式悬浮系统,悬浮能耗小,可实现大气隙悬浮。本文建立了该混合悬浮系统的数学模型,分析了它的一些性质,采用定气隙控制指标,设计了使系统稳定的控制器,并对所设计的控制器进行了仿真。仿真结果表明,这种混合式悬浮系统可以通过控制实现大气隙、低能耗的稳定悬浮。

关键词：电磁悬浮永磁混合悬浮磁浮列车

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特种合金感应熔炼电磁约束成形技术若干进展

铸造 2007年第2期56卷 117-120页

作者：卢百平南昌航空工业学院材料科学与工程学院江西南昌330063

感应熔炼电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,具有无器壁污染、短流程等优点。评述了几种感应熔炼电磁约束成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、... 详细信息

感应熔炼电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,具有无器壁污染、短流程等优点。评述了几种感应熔炼电磁约束成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。

关键词：特种合金冷坩埚感应熔炼电磁悬浮磁悬浮熔体处理电磁约束成形定向凝固

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液态金属电磁约束成形技术研究进展

铸造技术 2006年第7期27卷 760-763页

作者：卢百平钟仁显南昌航空工业学院江西南昌330034

电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,它具有无器壁污染、短流程等优点。分析了液态金属电磁约束成形技术的原理、特点及其发展现状。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体... 详细信息

电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,它具有无器壁污染、短流程等优点。分析了液态金属电磁约束成形技术的原理、特点及其发展现状。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。

关键词：冷坩埚感应熔炼电磁悬浮电磁铸造电磁约束成形定向凝固

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采用观测气隙的电磁吸力悬浮系统研究

电机与控制应用 2022年第3期49卷 33-39页

作者：张晓宇刘国清董金文吴桐西南交通大学电气工程学院四川成都610097

传统电磁吸力悬浮采用气隙反馈实现闭环控制,而气隙传感器具有体积大、造价高、安装复杂等缺点。提出了一种通过磁场与电流观测气隙,使用观测气隙进行闭环反馈的电磁吸力悬浮方法。通过理论分析和仿真研究了气隙与磁场和电流间的函数关... 详细信息

传统电磁吸力悬浮采用气隙反馈实现闭环控制,而气隙传感器具有体积大、造价高、安装复杂等缺点。提出了一种通过磁场与电流观测气隙,使用观测气隙进行闭环反馈的电磁吸力悬浮方法。通过理论分析和仿真研究了气隙与磁场和电流间的函数关系;设计分析了磁场测量点的位置;利用函数关系进行气隙观测。实测数据表明:通过磁场与电流观测气隙,所得结果与实测气隙吻合,该方法可以用于闭环反馈。从理论上分析了观测拟合系数对闭环系统稳定性的影响。最后通过试验实现了7 mm处的稳定悬浮。

关键词：电磁悬浮气隙辨识霍尔传感器电磁仿真

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磁悬浮轨道交通中的磁悬浮导向方式研究综述

电工电能新技术 2022年第5期41卷 45-60页

作者：唐文冰肖立业王粟张京业中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院应用超导重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

更快速、安全、舒适和环保的出行方式一直是人类所追求的。在这一大背景下,磁悬浮轨道交通引起了大众广泛关注和学界的深入研究。本文试图对磁悬浮轨道交通技术中磁悬浮导向方式及其对应车轨结构的研究现状做一个全面的总结,提出两种新... 详细信息

更快速、安全、舒适和环保的出行方式一直是人类所追求的。在这一大背景下,磁悬浮轨道交通引起了大众广泛关注和学界的深入研究。本文试图对磁悬浮轨道交通技术中磁悬浮导向方式及其对应车轨结构的研究现状做一个全面的总结,提出两种新型混合式磁悬浮导向车轨结构,并对磁悬浮导向方式的未来发展趋势进行展望。首先,本文概述了现有各类磁悬浮轨道交通技术的研究现状。然后,对磁悬浮轨道交通技术中各种磁悬浮导向方式进行了归纳总结,分析了各种磁悬浮导向方式的原理结构和特点;在此基础之上,以七条磁悬浮线(两条商业运营线,五条实验/示范线)为例,对各种磁悬浮导向方式进行了技术特征总结和对比。接着,提出了基于永磁斥力式和电磁吸力式混合磁悬浮导向的新型车轨结构、基于永磁斥力式和超导钉扎力式混合磁悬浮导向的新型车轨结构,并分析论述了两种新型车轨结构的原理和优势。最后,展望了磁悬浮轨道交通技术中磁悬浮导向方式的未来发展趋势。

关键词：磁悬浮轨道交通磁悬浮导向方式电磁悬浮永磁悬浮车轨结构

液态五元ZrCuAlNiTi合金的微观结构演变与非晶形成机制

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物理学报 2023年

作者：徐山森常健翟斌朱先念魏炳波西北工业大学物理科学与技术学院

利用电磁悬浮无容器处理技术实现了液态五元Zr57Cu20Al10Ni8Ti5合金的深过冷与快速凝固，同时通过分子动力学模拟计算揭示了非晶形成的微观机制．实验发现，凝固组织具有明显的核-壳结构特征，核区为非晶相，壳区主要由ZrCu、Zr2Cu和Zr8... 详细信息

利用电磁悬浮无容器处理技术实现了液态五元Zr57Cu20Al10Ni8Ti5合金的深过冷与快速凝固，同时通过分子动力学模拟计算揭示了非晶形成的微观机制．实验发现，凝固组织具有明显的核-壳结构特征，核区为非晶相，壳区主要由ZrCu、Zr2Cu和Zr8Cu5晶体相组成．非晶体积分数随合金过冷度的升高逐渐增大，当达到实验最大过冷度300 K (0.26TL)时，非晶体积分数增至81.3%．由此导出完全非晶凝固所需临界过冷度为334 K．TEM分析显示，过冷度增大并接近临界过冷度时，合金凝固组织中晶体相主要为Zr8Cu5相，而ZrCu和Zr2Cu相的生长被抑制．在达到临界过冷度后，过冷液相的凝固路径由Zr8Cu5结晶生长转变为非晶凝固．此外，合金的晶体壳中存在少量的晶间非晶相，而非晶核中亦有微量的非晶间Zr8Cu5纳米晶团簇．模拟结果表明，晶间非晶相的形成主要源于近临界过冷度下偏析行为诱发的成分过冷，而非晶间纳米晶团簇的出现则主要归因于深过冷液相中的微观热起伏效应．

关键词：电磁悬浮非晶合金深过冷快速凝固分子动力学模拟