永磁軌道上方波動(dòng)外磁場下高溫超導(dǎo)塊材懸浮力性能研究.pdf

1、處于永磁軌道上方的高溫超導(dǎo)塊材具有自穩(wěn)定懸浮特性，因此高溫超導(dǎo)磁懸浮列車性能相比其他兩種的主要磁懸浮列車(常導(dǎo)磁懸浮列車和低溫超導(dǎo)磁懸浮列車)具有控制簡單、成本低廉及環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。高溫超導(dǎo)磁懸浮車可能成為將來的一種高速、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的最有效的地面軌道交通方式之一。本研究小組也在這方面作了大量的研究與探討，并于2000年底研制成功世界首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車。這種車系統(tǒng)的永磁軌道希望在車運(yùn)行的方向的磁場保持均勻，但在實(shí)際應(yīng)用中，

2、由于安裝工藝等因素的影響，使得其磁場在縱向存在一定的波動(dòng)。本論文就這種磁場波動(dòng)對塊材懸浮力性能的影響展開工作。
　　 永磁軌道由于安裝工藝的因素，在永磁塊和永磁塊之間存在一定的縫隙，該縫隙使得軌道上方的磁場存在一定波動(dòng)。本論文通過實(shí)驗(yàn)測試和計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算相結(jié)合的方法研究了縫隙對軌道磁場波動(dòng)的影響。通過坐標(biāo)變換，把空間周期變化的磁場等效為時(shí)間周期變化的磁場，為實(shí)驗(yàn)研究波動(dòng)外磁場作用下，塊材懸浮力特性提供了理論基礎(chǔ)，并通過永磁軌道的

3、磁場和電磁鐵磁場的疊加模擬高溫超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行時(shí)，塊材周圍的磁場環(huán)境。以此來研究波動(dòng)磁場對懸浮力性能的影響。
　　 首先通過實(shí)驗(yàn)研究了交流磁場頻率對懸浮力性能的影響情況，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，首次將頻率對懸浮力的影響劃分為三個(gè)不同的區(qū)域，分別是：低頻(懸浮力振蕩為主要特征)、高頻(懸浮力振蕩很小，懸浮力衰減為主要特征)和過渡區(qū)域，并實(shí)驗(yàn)研究了頻率發(fā)生變化(包括突變和漸變)時(shí)，交流磁場對懸浮力的影響。接著系統(tǒng)地分析了在低頻(100Hz以

4、下)交流磁場下，塊材懸浮力振蕩和衰減特性，并借助Bean臨界態(tài)模型闡述了波動(dòng)外磁場對塊材懸浮力影響的作用原理，研究了交流磁場幅值對懸浮力振蕩和衰減的影響，研究了不同場冷高度或者測試高度情況下，波動(dòng)外磁場對懸浮力性能的影響情況。此后研究了高頻(170Hz以上)交流磁場作用下，塊材懸浮力的衰減特性，包括交流磁場的幅值和頻率對懸浮力衰減的影響，同樣也研究了不同場冷高度和不同測試高度情況下，波動(dòng)外磁場對懸浮力性能的衰減影響情況。考慮到高溫超導(dǎo)磁