真空管道HTS磁浮系統(tǒng)中驅(qū)動器的設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、安全問題、能耗問題、噪聲問題是伴隨著交通工具速度的提高而出現(xiàn)的幾大問題。高速度的交通方式是人類一如既往孜孜不倦的追求，當(dāng)速度提高時(shí)，諸如前面所列的問題等就總會或多或少地出現(xiàn)，地面火車交通有輪軌的摩擦與空氣阻力，所以速度受限;飛機(jī)運(yùn)輸?shù)锰峁C(jī)身與所載物的相應(yīng)高度的重力勢能，而真空管道磁浮交通可能將會是未來社會中解決這一系列問題的最佳交通方式。
　　真空管道磁浮系統(tǒng)所面臨的主要問題包括車體的驅(qū)動與控制方式、真空管道的鋪設(shè)方式、各組件的

2、做工精細(xì)程度、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)問題等。而其中的驅(qū)動與控制是一個(gè)重要的方面，優(yōu)良的驅(qū)動與控制方式可以彌補(bǔ)系統(tǒng)中其它一些非主要的設(shè)計(jì)不足，讓真空管道磁浮系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯地體現(xiàn)出來。本文中真空磁懸浮系統(tǒng)中的懸浮方式采用永磁軌道上懸浮高溫超導(dǎo)體(High-Temperature Superconductor，HTS)的懸浮方式，為了能在一個(gè)小空間內(nèi)得到一定持續(xù)時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)，故采用環(huán)形軌道。電機(jī)的安裝方式有兩種:一種是在某一點(diǎn)或幾點(diǎn)安裝上驅(qū)動電機(jī)，一種是

3、整個(gè)圓周上都安裝上驅(qū)動電機(jī)。用直線感應(yīng)電動機(jī)作為系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)，影響直線感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動性能的因素有氣隙磁場、摩擦阻力、供電方式等。本文的目的就是討論與之相關(guān)的一些問題。
　　首先從電機(jī)的基本原理出發(fā)，研究驅(qū)動所用直感應(yīng)電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型，針對HTS磁浮系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)研發(fā)的需要引入了平動坐標(biāo)系統(tǒng)。直線電機(jī)中沒有旋轉(zhuǎn)的概念，這里的平動坐標(biāo)系統(tǒng)具有直觀的優(yōu)點(diǎn)，它使得在直線電機(jī)的控制方式中用矢量控制時(shí)的理解更直觀，計(jì)算更容易。
　　

4、然后從矢量控制的基礎(chǔ)出發(fā)分析了加速系統(tǒng)中用于驅(qū)動的直線感應(yīng)電機(jī)的電源的控制基礎(chǔ)，并且分析了用于驅(qū)動的直線感應(yīng)電動機(jī)的等效電路。
　　接著分析了系統(tǒng)中的感應(yīng)電機(jī)的氣隙磁場特性。針對真空管道HTS磁浮系統(tǒng)，引入了一種分析直線感應(yīng)電動機(jī)的電磁分布及推力特性的電流瞬時(shí)值方法，以此方法為基礎(chǔ)分析了加速系統(tǒng)所用直線感應(yīng)電動機(jī)的初級繞組的布置、三相單層繞組與雙層繞組電機(jī)的電磁特性。
　　系統(tǒng)中感應(yīng)電動機(jī)初、次級間的摩擦阻力包括空氣阻力與永