[发明专利]电磁铁涡流试验装置及方法有效

专利信息
申请号: 202011472801.X 申请日: 2020-12-15
公开(公告)号: CN112630708B 公开(公告)日: 2022-09-23
发明(设计)人: 方亮;何云风;王鹏;张蕾;李汛保;裴亚伟;向天歌 申请(专利权)人: 中车株洲电机有限公司
主分类号: G01R33/12 分类号: G01R33/12
代理公司: 株洲湘知知识产权代理事务所(普通合伙) 43232 代理人: 苏娟
地址: 412001 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 电磁铁 涡流 试验装置 方法
【说明书】:

电磁铁涡流试验装置及方法,包括悬浮电磁铁模块,其特征在于:还包括安装悬浮电磁铁模块的支架、支撑在支架上且位于悬浮电磁铁模块上方的转盘、用于驱动转盘转动的驱动组件、设置在悬浮电磁铁模块上且用于测量气隙磁场的霍尔元件和设置在悬浮电磁铁模块上且用于测量悬浮吸力的拉力传感器,转盘水平设置,随驱动组件的驱动而转动,使悬浮电磁铁模块与转盘相对运动感应出涡流。本发明用转盘的运转的方式模拟磁浮列车运行时悬浮电磁铁与F轨的相对运动,得到气隙磁场与悬浮吸力的对应关系曲线,用实时曲线图反映钢轨涡流对悬浮电磁铁吸力的影响,为悬浮电磁铁设计提供数据参考,使试验条件更加接近悬浮列车的运行工况,提高试验的仿真精度。

技术领域

本发明涉及电磁铁涡流试验装置,属于悬浮控制技术领域。

背景技术

悬浮控制技术是磁浮列车的核心技术,电磁铁是悬浮控制系统的执行元件,用于提供完成悬浮功能所需要的电磁力,其电磁特性直接影响悬浮控制系统的性能。中低速磁浮列车的轨道是采用无叠片钢轨的形式,列车在运行过程中,电磁铁会与轨道发生相对运动导致轨道切割磁感线,在轨道中感应出涡流。这种涡流现象最早被德国和日本的学者所发现,他们从悬浮吸力和阻力等方面进行了研究。研究表明,F轨的这种涡流现象造成了悬浮气隙中的磁通密度减弱进而导致了悬浮吸力的下降,并随着速度的升高而增大,且越靠近车辆头部越明显。运动电磁铁引入的涡流在电磁铁两端所对应的轨道处表现较大的密度,而在电磁铁中间所对应的轨道处表现较小的密度,且两端的涡流方向相反,车辆运动前端的轨道涡流削弱悬浮磁场,而后端的轨道涡流则加强悬浮磁场。在相同悬浮载荷下,电磁铁电流将增加,温升增加。为设计符合车辆运行要求的电磁铁,需要准确计算涡流对电磁铁吸力影响的大小。由于涡流受到钢轨材料、速度等多种因素影响,通过解析法或数值法计算难度较大,计算数据缺少试验验证。本发明通过实际测试电磁铁在不同车速不同气隙条件下的悬浮吸力,对比计算得出涡流对电磁铁的影响,可验证解析法或数值法计算数据,为电磁铁设计提供参考。

目前中低速磁浮列车的运行速度预计可达到160km/h,轨道中涡流的影响不容忽视,为验证电磁铁方案是否可以满足中低速磁浮列车提速的要求以及载客量等指标,需对列车的电磁铁模块方案进行校核,并仿真电磁铁在动态运行状态下的钢轨涡流的特点以及其对悬浮吸力的影响。

发明内容

本发明提供的电磁铁涡流试验装置及方法,用转盘的运转的方式模拟磁浮列车运行时悬浮电磁铁与F轨的相对运动,即利用小型化的试验装置来验证钢轨涡流对悬浮电磁铁悬浮吸力的影响,得到气隙磁场与悬浮吸力的对应关系曲线,用实时曲线图反映钢轨涡流对悬浮电磁铁吸力的影响,为悬浮电磁铁设计提供数据参考,使试验条件更加接近悬浮列车的运行工况,提高试验的仿真精度。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:

电磁铁涡流试验装置,包括悬浮电磁铁模块,其特征在于:还包括安装悬浮电磁铁模块的支架、支撑在支架上且位于悬浮电磁铁模块上方的转盘、用于驱动转盘转动的驱动组件、设置在悬浮电磁铁模块上且用于测量气隙磁场的霍尔元件和设置在悬浮电磁铁模块上且用于测量悬浮吸力的拉力传感器,转盘水平设置,随驱动组件的驱动而转动,使悬浮电磁铁模块与转盘相对运动感应出涡流。

优选的,所述的支架包括支撑座和固定在支撑座上的安装臂,悬浮电磁铁模块装在安装臂上,转盘同轴支撑在支撑座上,驱动组件装在支撑座中且与转盘传动连接。

优选的,所述的安装臂呈倾斜设置的L字型,下端与支撑座固定,上端与悬浮电磁铁模块连接,使悬浮电磁铁模块设置在支撑座外周且位于转盘下方。

优选的,所述的悬浮电磁铁模块呈与转盘同轴的圆弧状且数量为两个,每个悬浮电磁铁模块均与两个安装臂连接,悬浮电磁铁模块的端部分别与安装臂上端连接,两个悬浮电磁铁模块在支撑座外周对称分布。

优选的,所述的支撑座上装有与转盘同轴的止推轴承,转盘支撑在止推轴承上,在转盘转动时带动止推轴承同步转动。

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