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

1、安全問(wèn)題、能耗問(wèn)題、噪聲問(wèn)題是伴隨著交通工具速度的提高而出現(xiàn)的幾大問(wèn)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(wèn)題等就總會(huì)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(shì)能，而真空管道磁浮交通可能將會(huì)是未來(lái)社會(huì)中解決這一系列問(wèn)題的最佳交通方式。
　　真空管道磁浮系統(tǒng)所面臨的主要問(wèn)題包括車體的驅(qū)動(dòng)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(wèn)題等。而其中的驅(qū)動(dòng)與控制是一個(gè)重要的方面，優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)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(shì)明顯地體現(xiàn)出來(lái)。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(dòng)電機(jī)，一種是

3、整個(gè)圓周上都安裝上驅(qū)動(dòng)電機(jī)。用直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，影響直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)性能的因素有氣隙磁場(chǎng)、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(wèn)題。
　　首先從電機(jī)的基本原理出發(fā)，研究驅(qū)動(dòng)所用直感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)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(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)。直線電機(jī)中沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的概念，這里的平動(dòng)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(dòng)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(dòng)的直線感應(yīng)電動(dòng)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(chǎng)特性。針對(duì)真空管道HTS磁浮系統(tǒng)，引入了一種分析直線感應(yīng)電動(dòng)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(dòng)機(jī)的初級(jí)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(dòng)機(jī)初、次級(jí)間的摩擦阻力包括空氣阻力與永