高温超导磁悬浮动态特性及改善方法研究精密仪器及机械专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1．对永磁轨道横向不同位置沿运行方向磁场进行研究，结果表明聚磁铁轭能改善轨 道磁场沿运行方向的均匀性； 2．测试了准静态和运行条件下超导块材的悬浮力及表面磁场，研究了悬浮力与磁场 间的变化关系； 3．实验研究及理论分析涡流阻尼器对悬浮力的提升作用，验证了对悬浮力衰减的抑 制效果；同时研究了在高温超导磁悬浮车系统中引入减振弹簧能大幅减小簧上部 分的振动加速度，并能屏蔽高频(30 Hz)下的外部激扰。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：车通 日期：加c易．步、“ 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 自高温超导磁悬浮现象发现以来，高温超导磁悬浮以其独特的无源自稳定优势被 广泛应用于超导轴承、飞轮储能和轨道交通等领域。2000年西南交通大学研制成功世 界首辆载人高温超导磁悬浮实验车，掀起了高温超导磁悬浮车研究热潮。此后，该小 组在十几年的研究工作基础上，于2014年6月搭建完成并调试成功世界首例真空管道 高温超导磁悬浮车试验平台，将高温超导磁悬浮与真空管道运输方式结合起来，受到 世界范围的广泛关注。 目前有关高温超导磁悬浮的研究，主要集中在准静态宏观电磁特性上，包括悬浮 力、导向力、刚度及力弛豫等。然而磁悬浮车在实际运行过程时，超导块材将不可避 免经历不均匀的外磁场，会对超导体的悬浮性能产生影响。为此本论文首先研究了高 温超导磁悬浮动态测试系统永磁轨道圆盘横向不同位置的轨道磁场不均匀性，同时对 轨道运动条件下的磁场波动变化情况进行了研究，发现轨道磁场沿运行方向存在不均 匀性且聚磁铁轭能有效缓解磁场的不均匀度。 然后研究了高温超导块材在准静态下的悬浮特性及其表面磁场，重点分析在不同 场冷高度和工作高度往返测试中及弛豫条件下的悬浮力及块材上下表面不同位置的磁 场变化，并从超导体表面磁场角度出发阐述其悬浮力变化的本质原因，发现块材的悬 浮力与磁场的变化紧密相关。随后研究在动态运行条件(包括不同运行速度、场冷高 度、工作高度及循环加减速)块材的悬浮力及相应的表面磁场变化，分析波动的外部 磁场对高温超导磁悬浮系统悬浮性能的影响。 最后，针对高温超导磁悬浮车的动态运行特性，本文提出并验证了两种改善方法： 一是在块材底部添加铜片作为涡流阻尼器研究对动态悬浮力和振动特性的影响，发现 涡流阻尼器能提升磁悬浮系统的悬浮性能，抑制运行条件下的悬浮力衰减，同时O．5 mm厚度的涡流阻尼器对磁悬浮系统的动态振动特性改善效果较为明显；二是在高温 超导磁悬浮系统中引入弹簧作为减振措施，研究其对悬浮小车簧上部分振动特性的改 善效果，结果表明减振弹簧能大幅度减小簧上负载部分的振动加速度幅值，并且能屏 蔽高频(30 Hz)下的外部激扰。 关键词：高温超导磁悬浮；动态悬浮力；块材表面磁场；涡流阻尼器；减振弹簧 万方数据 AbstractSince Abstract Since the discovery of high temperature superconductors(HTS)which call realize a novel self-Stable levitation in the external applied field without control，this material has been widely used in a variety of practical applications，such as superconducting beating，flywheel energy storage system，transportation and SO on．In 2000，the first mail-loading HTS maglev test vehicle Was successfully developed at Southwest Jiaotong University in China,which sets off a research boom in HTS Maglev．Based on the research work of HTS Maglev over ten years，the group further combi