高溫超導(dǎo)磁浮車電磁道岔及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高溫超導(dǎo)磁浮車能夠?qū)崿F(xiàn)無源自穩(wěn)定懸浮，是未來地面軌道交通的最佳候選之一。在實(shí)際應(yīng)用中，道岔對(duì)于列車轉(zhuǎn)向起著至關(guān)重要的作用，尤其是車站附近需要大量的道岔裝置，配合完成車輛換向，實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)配。由于磁浮線路的磁軌段間磁力較大，所以傳統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)式的道岔方法實(shí)施難度較大。因此，高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)需要一種無需相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)車輛換向的道岔裝置，而電磁道岔正是一種理想的選擇。此外，軌道交通的列車控制系統(tǒng)是其安全運(yùn)營(yíng)的保障，也是高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)面向應(yīng)

2、用的重要組成部分。自2000年世紀(jì)號(hào)研制成功以來，國內(nèi)外將眾多科研力量投入到高溫超導(dǎo)磁懸浮的研制中，但是當(dāng)前的研究主要集中在永磁軌道與車載塊材間電磁特性方面的基礎(chǔ)研究，缺乏高溫超導(dǎo)磁懸浮車道岔及其控制系統(tǒng)的相關(guān)研究。圍繞以上主題，本文對(duì)高溫超導(dǎo)磁浮車系統(tǒng)中電磁道岔設(shè)備、基礎(chǔ)電磁道岔控制和磁浮車運(yùn)行控制等方面進(jìn)行了研究。
　　為提供微型磁浮車運(yùn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，本文搭建了“8”字形高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)道岔模型，包括軌道、微型磁浮車

3、、道岔用電磁鐵以及直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該模型也為后續(xù)研究電磁道岔連續(xù)工作時(shí)的穩(wěn)定性提供硬件基礎(chǔ)。首先分析了Halbach陣列的電磁道岔工作原理，并提出電磁道岔用電磁鐵的設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過ANSOFT軟件建立電磁道岔的仿真模型，綜合考慮磁導(dǎo)率、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)以及制造成本，通過反復(fù)優(yōu)化后確定電磁鐵結(jié)構(gòu)。為了驗(yàn)證仿真結(jié)果，本文搭建“Y”字形電磁道岔模型，對(duì)其通過能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的電磁道岔可以實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)磁懸浮車的順利

4、轉(zhuǎn)向，證明了Halbach型陣列電磁道岔技術(shù)思路的可行性。隨后，根據(jù)應(yīng)用需求，本文對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并將其分為地面控制系統(tǒng)和車載微系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)硬件方面，選用STC89C52單片機(jī)作為地面部分的控制芯片，基于該單片機(jī)對(duì)運(yùn)行線路編碼、位置傳感器信號(hào)輸入、道岔電磁鐵控制、直線電機(jī)控制、停車控制及穩(wěn)壓電路等進(jìn)行設(shè)計(jì);車載部分選用AT89C2051小型單片機(jī)實(shí)現(xiàn)輔助功能。系統(tǒng)軟件部分，通過匯編語言和C語言完成程序設(shè)計(jì)，與硬件部分共同實(shí)