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盘式永磁Halbach悬浮装置的磁场和力特性分析
  • ISSN号:1007-449X
  • 期刊名称:电机与控制学报
  • 时间:2012
  • 页码:57-62
  • 分类:TM351[电气工程—电机] TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京交通大学电气工程学院,北京100044, [2]中国煤炭科工集团太原研究院,山西太原030006, [3]山西运城供电分公司,山西运城044000
  • 相关基金:国家自然科学基金(51077003,50807004);中央高校基本科研业务费资助项目(KEJBll027536,KEJB11026536,E11JB00140);教育部博士点基金(20090009110025)
  • 相关项目:高温超导旋转磁场电动式磁悬浮系统研究
中文摘要:

摘要:针对电磁式(EMS)磁悬浮实现稳定悬浮需要复杂的闭环控制和悬浮气隙较小等问题,提出的盘式永磁Halbach悬浮装置是一种电动式(EDS)磁悬浮系统,具有悬浮气隙大和不需要复杂的闭环控制即可实现稳定的悬浮等优点。盘式永磁Halbach悬浮装置通过永磁体和导体板上感应出的涡流相互作用产生悬浮力和转矩。从电磁场理论出发建立悬浮装置的分环电磁模型,采用拉普拉斯分离变量方法进行磁场分布求解,并直接利用磁场分析所得的磁场分布结果求解次级悬浮力和水平转矩,给出磁悬浮装置的力特性与其参数的关系,证明在一定的相对速度下,装置可以输出足够大的悬浮力。建立有限元模型,通过分析得出系统的磁场分布以及电磁力等的分析结果;搭建实验平台对永磁电动式系统的基芩特性进行研究,主要是悬浮力和转矩的测试;利用有限元计算和样机实验验证理论分析和计算结果的正确性。

英文摘要:

Abstract:The disc Halbach permanent magnets maglev device (DHPMD), which is Electro-dynamic Sys- tem, has many advantages. For EMS, it is not necessary for the magnetic levitation to possess a complex closed-loop control and has a wide air-gap. Lift forces and torque of the DHPMD result form interaction between eddy-current of conducting sheet and the PM magnetic fields. In order to analyze the mechanical characteristics, sub-loop electromagnetic model of the motor was established, Laplace method was applied to solve the magnetic field distribution, and the results were used to calculate lift force and torque. The relationships between device' s characteristics and device parameters were presented, and the results in- dicate that under certain velocity, levitation device can output enough lift force. A prototype machine was established, and simulations and experiments were carried out. Comparison of simulation solution, ana- lytical solution and measurement reveal that three methods are consistent, and the analytical model is ef- fective and efficient.

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期刊信息
  • 《电机与控制学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:黑龙江教育厅
  • 主办单位:哈尔滨理工大学
  • 主编:戈宝军
  • 地址:哈尔滨市南岗区学府路52号
  • 邮编:150080
  • 邮箱:djkz-emc@188.com
  • 电话:0451-86396392
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-449X
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1408/TM
  • 邮发代号:14-46
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10904