环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的研究
发布时间：2021-01-17 23:49
涡流制动器（Eddy Current Brake,以下简称“ECB”）是一种基于法拉第电磁感应定律及涡流原理的电磁制动装置,常用于高速列车的涡流制动系统,与传统的机械制动方式相比,制动力大小不受轮轨间摩擦因数的限制、可靠性高、维护方便。本文提出了一种环形绕组结构交流励磁轨道ECB,通过采用解析法推导了其数学模型,并据此提出了交流励磁轨道ECB的设计方法,对其进行了结构参数的优化和制动特性的分析。首先,提出了环形绕组结构交流励磁轨道ECB系统的基本结构,并详细阐述了其工作原理。随后,建立了交流励磁轨道涡流制动器的分层模型,并用行波电流层等效载流初级绕组、气隙系数等效初级开槽。同时从麦克斯韦方程组出发,推导了各区域内的矢量磁位方程,并结合边界条件,求得了ECB涡流损耗及制动力、法向力的表达式,即建立了完整的环形绕组结构交流励磁轨道ECB的二维数学模型。接着,建立了ECB的二维有限元模型以验证二维数学模型的准确性。其次,为提高二维数学模型的精度,采用了一维场理论、许—克变换等方法针对ECB所具有的四种端部效应开展了研究,建立了完整的环形绕组结构交流励磁轨道ECB的三维数学模型。接着,建立了E...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外在该方向上的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外研究现状简析
1.3 本文的主要研究内容
第2章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的数学模型建立
2.1 引言
2.2 环形绕组结构交流励磁轨道ECB的结构及工作原理
2.3 环形绕组结构交流励磁轨道ECB二维数学模型的建立
2.3.1 行波电流层的建立
2.3.2 环形绕组结构交流励磁轨道ECB的电磁力计算
2.3.3 次级钢轨各区域磁导率的迭代计算
2.3.4 环形绕组结构交流励磁轨道ECB二维数学模型的验证
2.4 本章小结
第3章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的端部效应研究
3.1 引言
3.2 纵向静态端部效应
3.3 纵向动态端部效应
3.4 横向静态端部效应
3.5 横向动态端部效应
3.6 环形绕组结构交流励磁轨道ECB三维数学模型的验证
3.7 本章小结
第4章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的设计方法研究
4.1 引言
4.2 技术要求、设计原则和设计流程
4.2.1 环形绕组结构交流励磁轨道ECB的技术要求
4.2.2 设计原则和设计流程
4.3 ECB结构参数的优化
4.3.1 磁负荷的选取
4.3.2 主要尺寸的确定
4.3.3 极对数和极距的确定
4.3.4 齿槽尺寸的确定
4.3.5 初级铁心轭高的确定
4.3.6 初级电流密度的选取
4.3.7 初级绕组参数的确定
4.4 不同绕组形式的对比
4.5 本章小结
第5章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的制动特性研究
5.1 引言
5.2 不同励磁条件下的制动特性
5.2.1 不同初级电流密度下的制动特性
5.2.2 不同初级电流频率下的制动特性
5.2.3 不同滑差率下的制动特性
5.2.4 恒磁通制动
5.3 次级电导率对制动特性的影响
5.4 气隙长度对制动特性的影响
5.5 耦合面积对制动特性的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型串联磁路混合励磁直线涡流制动器特性分析[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张鲁,张海林. 电工技术学报. 2016(15)
[2]日本新干线的制动系统[J]. 小林 秀之,刘阳春. 国外铁道车辆. 2015(06)
[3]单边直线感应电机最优滑差频率控制研究[J]. 刘希军,张昆仑,陈殷. 系统仿真学报. 2015(04)
[4]列车制动系统技术现状及发展趋势[J]. 刘豫湘,方长征,万建兵. 电力机车与城轨车辆. 2014(05)
[5]线性涡流制动装置的运用经验[J]. Ludwig Treib,谢小海. 国外机车车辆工艺. 2013(03)
[6]轨道涡流制动研究方法分析[J]. 顾磊磊,吕宝佳,丁福焰. 铁道机车车辆. 2013(01)
[7]使用线性电机技术的轨道制动系统基本特性[J]. Takayuki KASHIWAGI,周贤全. 国外铁道车辆. 2010(05)
[8]直线感应电机推力和法向力的解析计算与分析[J]. 吕刚,范瑜,马云双,孙守光. 电机与控制学报. 2010(03)
[9]永磁式涡流缓速器涡流分析与制动力矩计算[J]. 赵小波,姬长英,黄亦其,周俊. 机械设计. 2008(11)
[10]直线电机在城市轨道交通中的优势及应用[J]. 曾辉. 变流技术与电力牵引. 2008(04)
博士论文
[1]串联磁路混合励磁直线涡流制动器的研究[D]. 金银锡.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]牵引直线感应电机纯电制动控制策略的研究[D]. 周美丽.北京交通大学 2011
本文编号：2983833
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外在该方向上的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外研究现状简析
1.3 本文的主要研究内容
第2章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的数学模型建立
2.1 引言
2.2 环形绕组结构交流励磁轨道ECB的结构及工作原理
2.3 环形绕组结构交流励磁轨道ECB二维数学模型的建立
2.3.1 行波电流层的建立
2.3.2 环形绕组结构交流励磁轨道ECB的电磁力计算
2.3.3 次级钢轨各区域磁导率的迭代计算
2.3.4 环形绕组结构交流励磁轨道ECB二维数学模型的验证
2.4 本章小结
第3章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的端部效应研究
3.1 引言
3.2 纵向静态端部效应
3.3 纵向动态端部效应
3.4 横向静态端部效应
3.5 横向动态端部效应
3.6 环形绕组结构交流励磁轨道ECB三维数学模型的验证
3.7 本章小结
第4章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的设计方法研究
4.1 引言
4.2 技术要求、设计原则和设计流程
4.2.1 环形绕组结构交流励磁轨道ECB的技术要求
4.2.2 设计原则和设计流程
4.3 ECB结构参数的优化
4.3.1 磁负荷的选取
4.3.2 主要尺寸的确定
4.3.3 极对数和极距的确定
4.3.4 齿槽尺寸的确定
4.3.5 初级铁心轭高的确定
4.3.6 初级电流密度的选取
4.3.7 初级绕组参数的确定
4.4 不同绕组形式的对比
4.5 本章小结
第5章 环形绕组结构交流励磁轨道涡流制动器的制动特性研究
5.1 引言
5.2 不同励磁条件下的制动特性
5.2.1 不同初级电流密度下的制动特性
5.2.2 不同初级电流频率下的制动特性
5.2.3 不同滑差率下的制动特性
5.2.4 恒磁通制动
5.3 次级电导率对制动特性的影响
5.4 气隙长度对制动特性的影响
5.5 耦合面积对制动特性的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型串联磁路混合励磁直线涡流制动器特性分析[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张鲁,张海林. 电工技术学报. 2016(15)
[2]日本新干线的制动系统[J]. 小林 秀之,刘阳春. 国外铁道车辆. 2015(06)
[3]单边直线感应电机最优滑差频率控制研究[J]. 刘希军,张昆仑,陈殷. 系统仿真学报. 2015(04)
[4]列车制动系统技术现状及发展趋势[J]. 刘豫湘,方长征,万建兵. 电力机车与城轨车辆. 2014(05)
[5]线性涡流制动装置的运用经验[J]. Ludwig Treib,谢小海. 国外机车车辆工艺. 2013(03)
[6]轨道涡流制动研究方法分析[J]. 顾磊磊,吕宝佳,丁福焰. 铁道机车车辆. 2013(01)
[7]使用线性电机技术的轨道制动系统基本特性[J]. Takayuki KASHIWAGI,周贤全. 国外铁道车辆. 2010(05)
[8]直线感应电机推力和法向力的解析计算与分析[J]. 吕刚,范瑜,马云双,孙守光. 电机与控制学报. 2010(03)
[9]永磁式涡流缓速器涡流分析与制动力矩计算[J]. 赵小波,姬长英,黄亦其,周俊. 机械设计. 2008(11)
[10]直线电机在城市轨道交通中的优势及应用[J]. 曾辉. 变流技术与电力牵引. 2008(04)
博士论文
[1]串联磁路混合励磁直线涡流制动器的研究[D]. 金银锡.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]牵引直线感应电机纯电制动控制策略的研究[D]. 周美丽.北京交通大学 2011
本文编号：2983833
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2983833.html
