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城轨交通中直线感应牵引电机的效率最优控制

电机与控制学报 2009年第4期13卷 490-495页

作者：吕刚孙守光马云双北京交通大学电气工程学院北京100044 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 南车四方机车车辆股份有限公司技术中心山东青岛266111

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达... 详细信息

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达式,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现在满足水平推力的条件下对电机铜耗与法向力造成损耗的最优控制。仿真研究对比了采用普通矢量控制与本文所提方案的运行状况。仿真结果表明,直线感应牵引电机行程中恒速区段时间越长,损耗减少得越大,效率提高得越高。

关键词：感应电机直线感应牵引电机推力边缘效应法向力最优控制

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轨道交通中的直线感应牵引电机特性分析

北京交通大学学报 2009年第5期33卷 55-59页

作者：吕刚范瑜孙守光马云双北京交通大学电气工程学院北京100044 南车四方机车车辆股份有限公司技术中心山东青岛266111 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

阐述了对电机性能影响最大的纵向边缘效应,通过电磁场分析得到该效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数.通过该等效系数将纵向边缘效应考虑到等效电路中去,使考虑纵向边缘效应的电机特性很方便得到计算... 详细信息

阐述了对电机性能影响最大的纵向边缘效应,通过电磁场分析得到该效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数.通过该等效系数将纵向边缘效应考虑到等效电路中去,使考虑纵向边缘效应的电机特性很方便得到计算.实验中分别讨论了电机在不同气隙和供电频率下的推力、法向力、次级功率因数和效率的变化曲线,为直线感应牵引电机的特性分析和在轨道交通中的应用提供了重要方法和依据.

关键词：直线感应牵引电机等效电路边缘效应特性分析

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轨道交通中直线感应牵引电机的性能计算

伺服控制 2015年第1期 40-43页

作者：王晓红孙传铭吕刚南车青岛四方机车车辆股份有限公司北京交通大学

直线感应电机是直线电机车辆的核心设备。由于纵向和橫向的边缘效应的存在,在沿用旋转感应电机的计算方法计算直线感应电机时,导致计算结果误差较大。本文针对直线电机地铁中的直线感应牵引电机,通过引入修正系数,提出一种直线感应电动... 详细信息

直线感应电机是直线电机车辆的核心设备。由于纵向和橫向的边缘效应的存在,在沿用旋转感应电机的计算方法计算直线感应电机时,导致计算结果误差较大。本文针对直线电机地铁中的直线感应牵引电机,通过引入修正系数,提出一种直线感应电动机的等效电路,该电路考虑了纵向边缘效应、橫向边缘效应与集肤效应,可以较为精确的求解出该电机的特性。仿真结果表明,等效电路应能真实的反映电机的实际情况,与电机实际工作性能吻合。

关键词：直线感应牵引电机特性计算纵向边缘效应横向边缘效应

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强迫风冷直线感应牵引电机工程化设计

微电机 2022年第7期55卷 113-117页

作者：李汛保何云风王松岩龚斯琦中车株洲电机有限公司湖南株洲412000

根据地铁车辆直线电机的应用要求,对强迫风冷直线电机进行工程化设计:设计了轻量化的铁心结构、应用非金属轻量化材料,以满足电机重量指标;设计了强迫通风的冷却系统,风机额定工作效率保持在最高点,以保证电机温升满足设计要求;设计了... 详细信息

根据地铁车辆直线电机的应用要求,对强迫风冷直线电机进行工程化设计:设计了轻量化的铁心结构、应用非金属轻量化材料,以满足电机重量指标;设计了强迫通风的冷却系统,风机额定工作效率保持在最高点,以保证电机温升满足设计要求;设计了适应电机绝缘等级的温度保护系统,以保证电机绝缘寿命等。最后通过电机型式试验,证明直线电机满足堵动推力、温升和轻量化等指标要求。

关键词：直线感应牵引电机强迫风冷城市轨道交通轻量化设计冷却系统

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直线感应电机特性及考虑次级板端伸长度的改进等效电路研究

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直线感应电机特性及考虑次级板端伸长度的改进等效电路研究

作者：陈财湘潭大学

学位级别：硕士

由于不受黏着系数的影响,直线感应牵引电机在城市轨道交通领域有着很好的应用前景,其中使用最多的是磁悬浮列车及地铁车辆。但因其两端开断的特殊结构、电机高度耦合、非线性化程度高等特性,直线感应牵引电机将产生不同于旋转电机的独... 详细信息

由于不受黏着系数的影响,直线感应牵引电机在城市轨道交通领域有着很好的应用前景,其中使用最多的是磁悬浮列车及地铁车辆。但因其两端开断的特殊结构、电机高度耦合、非线性化程度高等特性,直线感应牵引电机将产生不同于旋转电机的独特效应,导致其力特性、电磁特性以及次级板宽度优化研究变得复杂。本论文针对广州地铁四号线用直线感应牵引电机,进行力特性和电磁特性的建模、改进等效电路以实现推力和效率快速准确计算等研究。针对地铁用单边复合次级直线感应电机力特性解析方法中存在的模型构建困难、分析繁琐、计算量大、工程实用性差等问题,提出一种建模过程简单且计算量小的单边复合次级直线感应电机简化二维四区域电磁模型;基于麦克斯韦电磁方程,对各区域的磁场进行研究,推导出电机推力、法向力的表达式,通过将有限元仿真、实验平台测试结果以及解析结果进行对比分析,文中所提出解析表达式的正确性得到充分验证;此外,根据电机主要设计尺寸利用Maxwell2D、3D搭建直线感应电机有限元仿真模型,对其电磁特性进行研究。针对地铁用单边直线感应电机设计过程中由于未考虑次级板端伸长度导致推力和效率达不到额定设计值的问题,提出一种考虑次级板端伸长度的改进等效电路;此等效电路共由5部分组成,且考虑端部效应、饱和效应以及次级集肤效应,根据能量转换关系推导出次级板端伸长度与推力、效率相关的解析计算公式;然后对不同次级板端伸长度进行有限元仿真,并与解析计算结果进行比较,最后由搭建的实验平台进行验证,充分证明推力、效率解析表达式的正确性,该改进等效电路可实现推力、效率的快速准确计算。搭建直线感应牵引电机实验平台并对推力和法向力进行测量,将实验测量值与二维四区域法、考虑次级板端伸长度的改进等效电路理论值进行对比分析,进一步验证二维四区域电磁模型、考虑次级板端伸长度的改进等效电路的正确性;此外,还对直线感应牵引电机进行了相关型式试验。

关键词：直线感应牵引电机二维四区域电磁模型力特性电磁特性有限元仿真横向端部效应考虑次级板端伸长度的等效电路