基于振動(dòng)的鐵道貨車(chē)供電裝置研究.pdf

1、鐵道貨車(chē)由于其應(yīng)用工況的特殊性，尚未安裝有效的供電裝置，致使在客車(chē)、機(jī)車(chē)上成熟的控制技術(shù)，如電子防滑器、軸溫檢測(cè)等設(shè)備無(wú)法使用，制約了鐵道貨車(chē)的技術(shù)水平發(fā)展。如何給鐵道貨車(chē)提供電力能源一直是研究的熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一種基于Halbach陣列結(jié)構(gòu)圓筒型永磁直線電機(jī)的供電裝置，把該供電裝置直接與車(chē)輛懸掛彈簧并聯(lián)安裝，利用電磁感應(yīng)原理將貨車(chē)車(chē)輛運(yùn)行時(shí)振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，中間不需要其他傳動(dòng)裝置，具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率和實(shí)用性。
　　

2、根據(jù)160km/h快速貨車(chē)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，確定了轉(zhuǎn)向架一系彈簧處振動(dòng)的振幅及頻率較為理想，以該數(shù)據(jù)作為電機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，依據(jù)永磁直線電機(jī)的工作原理和電磁場(chǎng)分析理論，完成了對(duì)Halbach陣列結(jié)構(gòu)圓筒型永磁直線電機(jī)的設(shè)計(jì)，并確定了電機(jī)各組成部分的相關(guān)參數(shù)。
　　 利用電磁場(chǎng)分析軟件Ansoft對(duì)設(shè)計(jì)的直線電機(jī)進(jìn)行了有限元分析。首先對(duì)電機(jī)進(jìn)行二維靜態(tài)和瞬態(tài)磁場(chǎng)分析，得到了電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)分布情況及電機(jī)產(chǎn)生的三相空載電動(dòng)勢(shì)，結(jié)果驗(yàn)證了Halb

3、ach陣列結(jié)構(gòu)圓筒型永磁直線電機(jī)能夠滿足工作需求。然后，對(duì)電機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過(guò)分析有無(wú)槽肩結(jié)構(gòu)，不同徑向充磁永磁鐵的排列方式，以及徑向充磁永磁鐵和軸向充磁永磁鐵的軸向長(zhǎng)度等對(duì)電機(jī)性能的影響，確定了電機(jī)合理的結(jié)構(gòu)。
　　 利用Ansoft和MATLAB/Simulink軟件聯(lián)合仿真，對(duì)電機(jī)的負(fù)載特性進(jìn)行了分析，得到了不同負(fù)載下電機(jī)受力曲線圖以及電機(jī)輸出電壓和輸出功率隨負(fù)載電阻變化的曲線圖。然后根據(jù)電機(jī)的負(fù)載特性，利用有限元軟件