高速磁悬浮涡流制动系统电磁特性研究
吕刚
王耀航
刘雅青
崔磊磊
张志轩
韩天宇
北京交通大学 电气工程学院,北京 100044
摘要：针对工程中对高速磁悬浮列车涡流制动系统(Eddy Current Braking System,ECBS)电磁特性研究不够深入的问题,提出电磁模型并建立制动力与列车运行速度、磁极对数、励磁电流、次级板厚度、励磁线圈匝数、铁芯齿槽结构等参数之间的关系.首先,基于等效电流层法将涡流制动系统分为3个求解区域,并且计算各求解区域内的磁场分布表达式.其次,建立感应电流密度分布模型,计算趋肤效应对次级板材料电导率的影响,并对其进行参数修正.再次,引入次级板材料电导率修正系数,利用各求解区域上的边界条件计算次级板与气隙交界面处的磁通密度表达式.最后,根据麦克斯韦应力张量法推导出制动力表达式,根据磁悬浮列车涡流制动系统的参数搭建三维有限元仿真模型.研究结果表明:在对涡流制动力随速度、励磁电流和次级板厚度3种参数变化情况下的曲线分析可知,解析计算和有限元仿真结果之间的平均相对误差在10%以内,验证了数学解析模型的有效性;制动力随列车运行速度增加,先增大后减小,在速度为50 km/h时出现峰值;制动力随励磁电流、励磁线圈匝数等参数增加而增大;制动力随磁极极距、次级板厚度等参数增加,先增大后趋于平稳;制动力随初级槽深增加先保持平稳,当通过临界点后迅速减小.
关键词：涡流制动等效电流层法有限元法电磁特性
分类号：U260.357(机车工程)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 162-169 )
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