軌道計(jì)軸傳感器電磁系統(tǒng)的分析與研究.pdf

1、計(jì)軸傳感器是保證鐵路系統(tǒng)安全運(yùn)營的最重要的信號檢測設(shè)備,它通過對車輪的檢測來判斷鐵路區(qū)段的占用或空閑。電磁系統(tǒng)作為計(jì)軸傳感器的核心部分直接決定著對車輪的檢測效果。對計(jì)軸傳感器的電磁系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究,計(jì)算出其磁場的分布和變化規(guī)律是計(jì)軸傳感器研發(fā)與優(yōu)化的重要依據(jù)。
　　本文首先研究了計(jì)軸傳感器電磁場的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出計(jì)軸傳感器電磁場的約束方程組,進(jìn)而根據(jù)似穩(wěn)場的判定條件對計(jì)軸傳感器的電磁場的性質(zhì)進(jìn)行了判定。在此基礎(chǔ)上,通過場方程闡述

2、了計(jì)軸傳感器的工作原理,并引入了矢量磁位,利用矢量磁位推導(dǎo)出了計(jì)軸傳感器磁場的偏微分方程組。
　　其次,對計(jì)軸傳感器電磁系統(tǒng)的傳感裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì),確定了勵磁線圈和感應(yīng)線圈的材料、尺寸、電氣參數(shù)、安裝位置范圍和安裝角度的變化范圍。設(shè)計(jì)了傳感裝置在軌道上的安裝方式。給出了勵磁線圈中所加磁芯的材料、尺寸以及電氣參數(shù),確定了鋼軌和車輪的尺寸參數(shù)。
　　然后,提出計(jì)軸傳感器傳感電路的設(shè)計(jì)方案。將傳感電路按功能分為供電電源電路、勵磁電路

3、和感應(yīng)電路。供電電源電路采用DC-DC模塊實(shí)現(xiàn);勵磁電路包括振蕩分頻電路、功率放大電路以及串聯(lián)諧振電路三部分;感應(yīng)電路由并聯(lián)諧振選頻電路和放大電路兩部分組成。分析了每個單元電路的設(shè)計(jì)原理,并對電路參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。
　　最后,對計(jì)軸傳感器的磁場進(jìn)行了研究,建立了計(jì)軸傳感器的三維磁場仿真模型;由仿真結(jié)果分析得到計(jì)軸傳感器周圍磁場的分布規(guī)律和車輪經(jīng)過時磁場的變化規(guī)律;研究了勵磁線圈和感應(yīng)線圈角度變化對磁場的影響,搭建了硬件實(shí)驗(yàn)平臺,進(jìn)行