磁悬浮列车的发展及其应用中的几点想法

 磁悬浮列车的概念最早是由美国提出来的,后来,德国、法国、日本等国相继效仿,都进行了开发与试验。磁悬浮列车是一种与传统方式完全不同的崭新列车。它不是用普通机车牵引,而是靠通过磁场推动。它不接触导轨,而是靠一种看不见的“磁垫”使这“悬浮”在导轨上。研制磁悬浮列车要解决许多问题。首先是悬浮、前进问题。对于列车的车身和轨道也有较高的要求。一、磁悬浮列车原理悬浮作用只在列车行驶时才有。行驶时磁铁产生的磁力线切割地面上的短线圈,使线圈产生感应电流,这一电流引起的磁场,极性正好与车体上磁体的极性相同。     

中低速磁悬浮交通噪声研究

使用多通道噪声分析系统,对中低速磁悬浮列车运行时产生的噪声进行信号采集及分析,取得其传播规律、频谱等特性,并与普通轮轨噪声进行对比。研究结果表明,中低速磁悬浮列车运行时相对于普通轮轨噪声较低,就声环境保护角度而言具有较大的优势。     

真空管道空气制动系统的模型设计

真空管道运输指在气压为小于等于0. 5a t m的气密性良好的密闭管道内运行磁悬浮列车, 空气制动系 统是指仅利用空气阻力实现车体减速的系统. 将通过动量守恒定律推导制动时的空气阻力公式, 并提出一种利用 空气阻力制动的真空管道系统的设计方案, 给出一定的理论计算     

260t铁水车上车架和下车架强度分析

260t铁水车是采用直接将铁水包落入运输车中的新型大型重载凹底特种车。该车的特点是：轴重大（重载时轴重达约45t）、车体宽（车体最大宽度达4200mm）。上、下车架是整个铁水车的安装基础，主要起承载和传力作用，因此为了保证车体在运行中的安全可靠性，车体结构强度计算分析是十分重要的一项内容。通过计算载荷和计算工况对上车架和下车架进行强度计算分析。     

磁悬浮列车的原理与应用

  众所周知,传统的铁路列车都是依靠诸如蒸汽、燃油、电力等各种类型机车作为牵引动力,车轮和钢轨之间的相互作用作为运行导向,由铁路线路承受压力,借助于车轮沿着钢轨滚动前进的。而磁悬浮列车则是一种依靠电磁场特有的“同性相斥、异性相吸”的特性将车辆托起,使整个列车悬浮在线路上,利用电磁力进行导向,并利用直线电机将电能直接转换成推进力,来推动列车前进的最新颖的第五代交通运输工具。与传统铁路相比,磁悬浮列车有以下优点。     

高速列车车体疲劳试验压力加载控制仿真研究

高速列车在隧道通过或明线交会时,列车表面会产生较大的气压波动,此压力波动通过车体传递到车内也会影响车内压力波动,加之运行速度的不断提高,可引起车体表面材料疲劳甚至断裂。为研究高速列车在复杂工况下车内、外压力波动对车体材料疲劳性能的影响,设计了一种能同时对车内及车外进行压力加载的试验系统。利用AMESIM与SIMULINK接口技术进行联合仿真平台的构建,并进行车内、外压力控制仿真。针对系统数学模型难以建立,且存在大容量、大时滞、非线性及多扰动等特点,采用基于前馈补偿的高阶非因果型迭代PI型控制算法实现车内及车外压力的精确控制。仿真结果表明该算法控制误差较PI型控制算法小,控制效果更理想。     

高温超导磁悬浮系统中横向运动对悬浮力和导向力影响的研究

高温超导磁悬浮列车在运行过程中,导轨磁场的不连续或者机电耦合会引起车身的横向偏移.针对这一实际问题,本文研究了横向运动对竖直悬浮力和水平导向力的影响.实验中系统同时测试横向运动过程中不断变化悬浮力和导向力.研究发现运动过程中的悬浮力衰减与最大横向偏移量和往返运动次数有关;但导向力在第一次往返运动之后的往返运动中迟滞曲线基本不变.该工作可能为高温超导磁悬浮列车系统提供一定科学依据.     

高温超导磁悬浮系统中横向运动对悬浮力和导向力影响的研究

高温超导磁悬浮列车在运行过程中，导轨磁场的不连续或者机电耦合会引起车身的横向偏移．针对这一实际问题，本文研究了横向运动对竖直悬浮力和水平导向力的影响．实验中系统同时测试横向运动过程中不断变化悬浮力和导向力．研究发现运动过程中的悬浮力衰减与最大横向偏移量和往返运动次数有关；但导向力在第一次往返运动之后的往返运动中迟滞曲线基本不变．该工作可能为高温超导磁悬浮列车系统提供一定科学依据．     

高温超导磁浮系统中的振动耗能法制动分析

为了实现磁浮车的无接触的制动,本文提出一种振动耗能的方法.该方法通过人为使得轨道磁场分布不均衡,从而将运行磁浮车体运动方向上的动能转化为与其垂直方向上的阻尼振动,以消耗运行车体的动能并使车体减速.文中忽略空气阻力,采用理论分析与计算机仿真的方法讨论了轨道磁场分布不均对车体振动特性的影响.最后在西南交通大学真空管道高温超导磁浮系统实验平台上实验验证了该方法对车体运行速度的影响,为将来的真空管道磁浮交通系统的设计提供参考.     

温度和场冷间隙对高温超导磁悬浮系统弛豫的影响

悬浮力是高温超导磁悬浮列车运行中的一个至关重要的参数.悬浮力的弛豫特性是高温超导磁悬浮列车安全运行的一大阻碍.适度降低工作温度是有效改善悬浮力弛豫特性的有效手段之一.本文从数值计算和实验两个层面研究了不同冷却温度和不同场冷间隙下的悬浮力的弛豫现象.发现悬浮力的弛豫现象随着超导块冷却温度的降低而减弱，随着场冷间隙的增大而略微增大，但是随着冷却温度的降低，增大程度会有所减弱.该研究有助于通过合理设计高温超导材料工作温度，以提高磁悬浮系统性能表现.     

真空管道HTS侧浮系统对直线电机推力的影响

为提高真空管道高温超导(HTS)磁悬浮列车系统的自由悬浮运行速度,提出了侧浮式高温超导磁悬浮系统.通过实验对该系统环线运行下的动态过程进行了研究,结果表明,磁浮车在环线运行中,因离心力和重力作用产生横向位移和垂直位移,通过实验和仿真研究了该动态过程对直线电机驱动性能的影响,结果表明,随着垂直位移和横向位移的减小,直线电机起动推力逐渐增大;当垂直位移为5 mm,横向位移小于10 mm时,磁浮车偏离电机中心引起的驱动力变化影响不大.使列车保持较高的驱动稳定性,为侧浮式真空管道高温超导磁浮车初始悬浮位置设计提供参考.     

一种新型的轨道交通:磁悬浮列车

 据最近报道,上海市磁悬浮列车工程正式启动,这是上海市政府为解决快捷运送人流,改善城市交通做出的重大举措。报道说:“第一列磁悬浮列车将在2003年初在上海出现,这是一个从德国引进的合作项目。磁悬浮列车运行将从浦东地铁二号线一端的龙阳路到浦东国际机场,全长33千米,双线行驶,设计最大时速为450千米,单向运行时间8分钟。”那么,什么是磁悬浮(简称磁浮)列车呢?它是根据什么原理运行的?它与传统列车有什么区别呢?一、磁浮原理磁浮有3个基本原理。第一个原理是当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。第二个原理就是电流的磁效应。     

轨道车体底座面型测量中多LED关联点目标的数值提取方法

为了抵抗满载时的负载,轨道车辆制造时车体底座会保留一定向上的挠曲变形,这就要求在进行铝蜂窝板和地板胶铺设前对车体底座表面面型进行测量。提出了一种基于点状目标图像测量原理的车体底座面型测量方法,该方法用CMOS相机对车体底座上的4个LED目标进行图像测量,这4个LED形成关联多目标点。先对CMOS相机采集到的LED目标图像用均值滤波、动态阈值二值化处理和轮廓提取的方法进行预处理,再通过灰度质心法,提取出多个光斑的位置。通过判断各光斑的位置和大小,排除可能存在的伪目标点或遮拦,根据提取到的光斑数量的不同,采用不同的参考点进行比较。在任意一个LED目标被遮挡时,算法仍能有效地解出被测LED目标中心位置。实验结果表明,LED靶标中心提取的最大偏差小于0.06 mm,完全能满足车体底座面型测量的需求。     

一种新式单倾角高温超导磁悬浮车永磁道岔设计

高温超导(HTS)磁悬浮列车是下一代新型磁悬浮交通工具的备选方案之一。非接触轮轨系统使得轨道道岔面临诸多问题。给出了一种单倾角永磁体结构的新型机械永磁道岔结构。在使用单倾角永磁体装配永磁道岔时,两相邻永磁体之间的楔形缝隙用于调整永磁轨道在水平面上的曲率,以适应磁悬浮车变道目的。成功推导出了单倾角永磁体的几何尺寸、倾角大小和永磁道岔最小转弯半径之间的关系数学表达式并通过仿真计算进行了初步验证。计算结果表明,当永磁道岔换轨时,这种微小的差别不足于影响高温超导磁悬浮车的运行稳定性。     

非接触供电在高温超导磁体中的应用探究北大核心

高温超导磁悬浮列车运行过程中,由于磁体自身存在工作损耗难以实现恒流运行,寻找适用于高温超导磁体的运行补偿供电方法成为其能否稳定可靠运行于轨道交通环境的关键.本文基于磁耦合非接触供电技术,提出一种适用于高温超导磁体的非接触补偿供电方法,利用电路理论建立电路等效模型,对电路结构进行了优化设计.考虑到电路参数对于系统性能的影响,根据电磁场理论,对线圈结构进行了设计优化.通过搭建非接触供电系统实验装置,对系统特性、不同线圈结构对磁体供电系统的影响进行了研究,验证了本文所提出的非接触补偿供电方法的可行性.     

基于振动耗能的真空管道HTS磁浮列车能量回收方法研究北大核心CSCD

为了提高真空管道高温超导磁浮列车的运行效率,减少能量损耗,本文采用将动能转化为振能机械能再转化为电能的方式回收车体的制动能量.在高温超导磁浮系统的永磁轨上按一定规律排列永磁体得到不均衡分布的磁场,在磁浮车底布置绕圈,当车体振动时线圈感应电动势向储能电容充电.仿真结果表明该方法的合理性与有效性,可以作为高温超导高速运行系统设计时的参考.     

基于振动耗能的真空管道HTS磁浮列车能量回收方法研究

为了提高真空管道高温超导磁浮列车的运行效率,减少能量损耗,本文采用将动能转化为振能机械能再转化为电能的方式回收车体的制动能量.在高温超导磁浮系统的永磁轨上按一定规律排列永磁体得到不均衡分布的磁场,在磁浮车底布置绕圈,当车体振动时线圈感应电动势向储能电容充电.仿真结果表明该方法的合理性与有效性,可以作为高温超导高速运行系统设计时的参考.     

交流磁场对车载高温超导块材导向力性能影响的数值模拟（英文）

高温超导块材在工程上有巨大的应用潜力,尤其是在高温超导磁悬浮列车系统应用方面.在磁悬浮列车系统中,沿NdFeB轨道横向的导向力是一个重要的参数.然而,由于NdFeB轨道表面磁场的不均匀性,车载高温超导块材始终处于交流磁场环境中.以前的实验研究表明,由于交流磁场的影响,车载高温超导块材的导向力会发生衰减.在工程实际应用中,如果导向力衰减加剧,则有可能影响整个磁悬浮列车系统的侧向稳定性.本文主要通过数值模拟的方法研究交流磁场对车载高温超导块材导向力性能的影响.研究结果表明,随着交流磁场幅值的增大,导向力的衰减也逐渐增加.当外加交流磁场的幅值较大时,导向力会在短时间内迅速的衰减.当外加交流磁场幅值较小时,导向力的衰减几乎与交流磁场的频率无关;当外加交流磁场幅值较大时,导向力的衰减会随着交流磁场频率的升高而增加.因此,在高温超导磁悬浮列车系统中,可以减少轨道表面磁场的不均匀性,即减少块材周围交流磁场的幅值,从而抑制导向力的衰减.     

高速列车车内压力波动模糊控制研究

高速列车在通过隧道或两车交会时,列车表面会产生很大的气压波动,此压力波动通过车体缝隙和换气风机、风道传入车内,引起车内空气压力较大波动,造成乘客耳鸣、耳痛等症状,影响乘坐舒适性;为了抑制高速列车车内压力波动,根据某型高速列车换气风机特性曲线与车体等效泄露关系,建立了换气风机频率可变的车内外空气压力传递数学模型;采用模糊控制策略,以车内压力、车内压力变化率为控制输入,对高速列车换气系统中的新风风机、废排风机运行频率进行调节;仿真结果表明:该控制方式能够提高现有换气系统对车内空气压力波动的抑制能力,提高乘坐舒适性。      

多传感器融合的轨道车体表面特征定位方法北大核心CSCD

在以工业机器人为主体的轨道车体打磨和喷涂系统中,由于轨道车辆表面纹理特征较少和曲率变化,使得物体表面关键特征定位困难和稳定性差等问题。为解决上述问题,首先对常见的视觉传感器的优缺点进行分析,然后选择使用单目视觉技术来对车体表面特征定位方法进行研究,提出并实现了融合多传感器的方法来实现大型物体表面关键特征的定位。该方法结合使用单目相机和激光位移传感器,在算法层面上借鉴了逆映射和最近点迭代的算法。最后对提出的算法进行验证,结果表明:该方法可高效快速地计算出车体目标点的三维坐标和相机相对车体的位置关系,并根据结果对误差来源进行综合分析。