空心绕组上方无绝缘高温超导磁体的力学特性实验研究

发布时间：2023-10-12 00:09

　　高速磁浮列车使用电磁力驱动列车前进且车辆的动能来自于轨道上的直线电机,有效避免了轮轨黏着力和接触式受电设备对车辆速度的限制,已经成为轨道交通领域向更高运行速度发展的必然选择。由于高温超导材料具有较高的载流能力、较低的励磁损耗和优越的磁场输出特性,可以大幅提升直线电机的推力密度与功率因数,并且在较大的运行气隙条件下仍可保持较高的推力输出,是高速磁浮轨道交通系统的理想选择。超导磁体和电机定子的性能对高温超导直线驱动电机起到至关重要的作用,因此是高温超导直线驱动技术相关研究的关键所在。本文以无绝缘高温超导磁体在空心绕组上方的电磁力为研究对象,采用有限元仿真计算与实验测试相结合的研究方法,开展了应用于高速磁浮交通的高温超导直线电机的初级定子的绕组结构设计、无绝缘高温超导线圈结构参数设计、高温超导电机有限元建模和实验样机制作等研究,对比分析了空心和有铁芯的高温超导直线电机的电磁力特性。首先在初级绕组设计时对比了集中式与分布式绕组各自的性能特点与应用优势,采用了高次谐波含量较低、磁动势正弦性更好的双层叠绕分布式绕组,设计了定子绕组的电路结构、接线方式等电气参数。基于涂层高温超导带材的机械加工性能与...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
        1.1.1 磁悬浮列车技术发展现状
        1.1.2 直线电机技术及其在轨道交通领域的应用
        1.1.3 本课题的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超导直线电机的国内外研究现状
        1.2.2 无绝缘涂层带材超导磁体研究现状
        1.2.3 本文的主要研究内容
第2章 电机结构设计与有限元模型
    2.1 直线电机定子结构
    2.2 无绝缘高温超导线圈
    2.3 超导直线电机有限元仿真模型
        2.3.1 有限元仿真软件介绍
        2.3.2 超导材料的数值仿真
        2.3.3 二维有限元模型的建立
    2.4 小结
第3章 高温超导直线电机小型样机制作
    3.1 有铁芯及空心三相绕组
    3.2 无绝缘超导线圈磁体的绕制
        3.2.1 磁体绕制工艺的对比与选择
        3.2.2 超导磁体骨架的设计制作
        3.2.3 无绝缘高温超导线圈绕制结果
        3.2.4 超导线圈磁体的载流测试
    3.3 空心高温超导直线电机
    3.4 小结
第4章 超导直线电机电磁力实验测试
    4.1 高温超导直线电机样机测试系统
    4.2 直线电机堵转推力实验
    4.3 大气隙条件下的电磁推力对比
    4.4 电机法向吸引力对比分析
    4.5 法向电磁力的波动与分析
    4.6 小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
    1、论文发表
    2、专利受理
    3、科研项目



本文编号：3853059