基于假设坐标系法的长定子直线同步电机无速度传感器算法 被引量：6

1

作者 王飞 葛琼璇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期37-40,共4页

针对长定子直线同步电机的牵引控制提出了一种无速度传感器算法。该算法根据假设坐标系与实际动子坐标系之间的角度偏差来构造扰动观测器来观测假设坐标系中的反电动势值,并利用反电动势通过反三角函数获得角度偏差,通过修正这一偏差来... 针对长定子直线同步电机的牵引控制提出了一种无速度传感器算法。该算法根据假设坐标系与实际动子坐标系之间的角度偏差来构造扰动观测器来观测假设坐标系中的反电动势值,并利用反电动势通过反三角函数获得角度偏差,通过修正这一偏差来获得动子位置和速度信息。整套算法在IOWorks环境中开发,并在基于VME总线的控制系统中进行实验。实验结果表明本算法能够很好地估算出动子的位置和速度信息。 展开更多

关键词 无速度传感器 假设坐标系 长定子直线同步电机

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中速磁悬浮列车分段式长定子永磁直线同步电机牵引控制策略 被引量：11

2

作者 赵牧天 葛琼璇 +2 位作者 朱进权 王晓新 王珂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期2491-2502,共12页

采用分段式长定子永磁直线同步电机牵引的中速磁悬浮列车在定子段换步时,相邻定子段绕组交链的永磁磁链的改变会导致牵引力损失,除此以外,在牵引过程中,馈电电缆长度的增加使得电机漏阻抗增大,在变流器供电容量的限制下,列车无法在试验... 采用分段式长定子永磁直线同步电机牵引的中速磁悬浮列车在定子段换步时,相邻定子段绕组交链的永磁磁链的改变会导致牵引力损失,除此以外,在牵引过程中,馈电电缆长度的增加使得电机漏阻抗增大,在变流器供电容量的限制下,列车无法在试验线中完成全速度运行。该文首先建立含有定子段换步的长定子永磁直线同步电机数学模型,在此基础上,提出全速度运行的换步控制策略,以及适用于该电机的弱磁控制策略。该策略对q轴电流实时分配,保证在换步区间相邻定子段的q轴电流均跟随参考值;利用电机端电压计算得到d轴电流参考值,使电机在id=0控制和弱磁控制两种工况之间平滑切换。通过硬件在环实验,验证了采用所提策略可在线路长度和变流器容量限制下,实现列车全速度运行,并消除电机在定子段换步时的牵引力损失。 展开更多

关键词 中速磁悬浮列车 长定子永磁直线同步电机 定子段换步 弱磁控制 硬件在环

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长定子直线同步电机齿槽效应的计算与影响 被引量：17

3

作者 章九鼎 卢琴芬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期964-972,1026,共10页

采用解析算法计算常导高速磁悬浮列车长定子直线同步电机(LSM)的电磁性能,计算模型考虑了长定子的齿槽结构,在LSM的一对极下,沿运动方向建立磁导率方程和励磁磁动势方程,然后根据傅里叶级数展开法求解方程,得到气隙磁通密度沿运动方向... 采用解析算法计算常导高速磁悬浮列车长定子直线同步电机(LSM)的电磁性能,计算模型考虑了长定子的齿槽结构,在LSM的一对极下,沿运动方向建立磁导率方程和励磁磁动势方程,然后根据傅里叶级数展开法求解方程,得到气隙磁通密度沿运动方向的分布,显示了齿槽效应的影响。之后,基于有限元模型计算不同运行速度下齿槽效应对力特性、励磁绕组感应电动势与铁心损耗的影响。结果发现,齿槽效应会导致推力波动增大,励磁绕组中产生感应电压,励磁铁心损耗增大,且随着速度的增加这些影响越明显。 展开更多

关键词 长定子直线同步电机(LSM) 磁悬浮列车 齿槽效应 解析法 推力波动 铁心损耗

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高速磁浮列车长定子直线同步电机铁耗分析 被引量：1

4

作者 马金虎 卢琴芬 李焱鑫 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第10期14-25,共12页

常导高速磁浮列车采用长定子直线同步电机(LLSM)驱动,其定动子铁耗与运行速度紧密相关,准确计算铁耗并分析其影响因素对更高运行速度的磁浮列车非常重要,本文基于有限元分析了LLSM的铁耗。根据磁场特性为LLSM建立了三种仿真模型,分别计... 常导高速磁浮列车采用长定子直线同步电机(LLSM)驱动,其定动子铁耗与运行速度紧密相关,准确计算铁耗并分析其影响因素对更高运行速度的磁浮列车非常重要,本文基于有限元分析了LLSM的铁耗。根据磁场特性为LLSM建立了三种仿真模型,分别计算没有被动子覆盖区域的定子铁心磁场和被动子覆盖区域端部、中间的定动子铁心磁场,采用快速傅里叶变换得到了磁通密度基波和高次谐波分量;基于通用铁耗分立计算模型计算了各次磁通密度分量产生的铁耗,再根据叠加原理把三个区域磁通密度分量产生的铁耗相加就可以计算得到一段1.2 km长定子下LLSM的铁耗;对比不同速度下的铁耗得到了运行速度对铁耗的影响规律,同时也分析了铁心材料对铁耗的影响。结果表明,长定子铁耗主要由磁通密度的基波和5次、7次谐波产生,而动子铁耗则主要由齿槽效应引起的6次谐波磁通密度产生,两部分铁耗都随着运行速度的提高而快速增大。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 长定子直线同步电机(LLSM) 铁耗 磁通密度 有限元分析

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高速磁悬浮列车牵引系统建模与仿真研究

5

作者 冯江华 胡云卿 +4 位作者 袁贤珍 赵岸峰 石煜 许义景 曹薇 《铁道学报》 北大核心 2025年第7期127-135,共9页

以高速磁悬浮列车牵引系统为研究对象,采用控制硬件实物在环的研究方法,构建高速磁悬浮牵引系统的半实物仿真平台,并通过半实物仿真与现场试验相结合的方式,围绕关键技术展开研究。包括三电平牵引变流器、长定子直线电机及车辆等数字模... 以高速磁悬浮列车牵引系统为研究对象,采用控制硬件实物在环的研究方法,构建高速磁悬浮牵引系统的半实物仿真平台,并通过半实物仿真与现场试验相结合的方式,围绕关键技术展开研究。包括三电平牵引变流器、长定子直线电机及车辆等数字模型的构建,以及运行控制策略与单/双端供电模式下的牵引控制机制设计。此外,开展了针对高速运行场景的达速运行仿真分析。在某磁悬浮试验线上,完成了低速牵车试验,并验证了单/双端供电模式下的速度与位置闭环控制策略的有效性。试验结果表明,牵引系统及控制器性能稳定,仿真模型具有较高的实时性和准确性,有效验证了研究方法的可行性与工程适用性。为高速磁悬浮系统的工程化设计、性能优化及测试验证提供理论支撑和技术基础。 展开更多

关键词 高速磁悬浮 半实物 长定子直线同步电机 数学模型 仿真 试验

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高速磁悬浮列车的战略进展与我国的发展战略(下) 被引量：7

6

作者 严陆光 徐善纲 +3 位作者 孙广生 戴银明 张瑞华 武瑛 《电工电能新技术》 CSCD 2003年第1期1-8,共8页

整个人类客运交通发展的历史是一个速度不断提高的历史。20世纪特别令人瞩目的是出现了高速磁悬浮列车,它的发展使得人类地面客运的速度可望在21世纪中前期达到500km h的新水平。作为一种完全新型的交通运输高技术,高速磁悬浮列车的战... 整个人类客运交通发展的历史是一个速度不断提高的历史。20世纪特别令人瞩目的是出现了高速磁悬浮列车,它的发展使得人类地面客运的速度可望在21世纪中前期达到500km h的新水平。作为一种完全新型的交通运输高技术,高速磁悬浮列车的战略发展顺序大致要经历四个阶段,即:(1)技术方案的基础性研究,证明方案的可行性与优越性;(2)选定方案的工程技术研究发展,证实整个系统及全部装备可以安全、可靠、经济地实际运行;(3)建造足够长的实用运营线,实现有关装备,工程与运营的产业化;(4)大规模推广应用,逐步提高其在整个交通运输系统中的地位。经过近四十年的持续努力,德国的常导Transrapid系统和日本的超导MLX系统耗资数十亿美元已成功地完成了基础性研究和工程技术研究发展阶段,技术已大体成熟到可以建造实际运营线,并为建造实用线,实现产业化方向进行了多年努力,但也遇到了较大困难。美国、瑞士还进行着几个新型方案的基础性研究,如Magplane,Inductrack,Maglev 2000,UrbanMaglev及Swissmetro。本文简要介绍了有关的进展情况,作为确定我国发展战略的重要参考。我国从八十年代后期起开始了磁悬浮列车关键技术的研究,九十年代中期以来又积极促进高速磁悬浮列车的发展,从我国实际出发,在分析。 展开更多

关键词 高速磁悬浮列车 战略进展 发展战略 长定子同步直线电机 发展战略

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位置信号延时对牵引力控制性能的影响分析 被引量：3

7

作者 葛琼璇 李耀华 孔力 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期534-538,共5页

为了研究高速磁悬浮列车牵引控制技术,获得高性能的动静态控制性能,针对高速磁悬浮列车位置检测传输的特殊性,介绍了位置检测系统的基本构成,分析了位置信号延时产生的原因。依据交流电机磁场定向控制原理以及自动控制理论,推导了长定... 为了研究高速磁悬浮列车牵引控制技术,获得高性能的动静态控制性能,针对高速磁悬浮列车位置检测传输的特殊性,介绍了位置检测系统的基本构成,分析了位置信号延时产生的原因。依据交流电机磁场定向控制原理以及自动控制理论,推导了长定子直线同步电机牵引控制系统传递函数及其状态方程,分析了位置信号检测延时对牵引力控制动静态性能的影响。结果表明位置信号检测延时会造成系统稳态下牵引力损失,导致控制系统动态性能变坏,系统运行带宽减小。 展开更多

关键词 同步电机 高速磁悬浮列车 长定子直线同步电机 牵引力控制 位置检测 延时

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基于硬件在环实时仿真平台的高速磁悬浮列车牵引控制策略 被引量：20

8

作者 孙鹏琨 葛琼璇 +2 位作者 王晓新 朱进权 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期3426-3435,共10页

常导电磁吸引型磁悬浮列车采用长定子直线同步电机进行驱动,由于磁悬浮列车运行环境构建复杂、成本高,实际建设高速磁悬浮试验线存在诸多困难。为了在实验室中开展高速磁悬浮交通牵引控制策略的相关研究,搭建硬件在环实时仿真平台是非... 常导电磁吸引型磁悬浮列车采用长定子直线同步电机进行驱动,由于磁悬浮列车运行环境构建复杂、成本高,实际建设高速磁悬浮试验线存在诸多困难。为了在实验室中开展高速磁悬浮交通牵引控制策略的相关研究,搭建硬件在环实时仿真平台是非常必要的。该文介绍的基于RT-LAB仿真机的硬件在环实时仿真平台,包括背靠背型三电平变流器、长定子直线同步电机和牵引控制系统,可以验证高速磁悬浮列车牵引控制系统的性能、牵引控制策略以及系统接口等,对于掌握高速磁悬浮交通的核心技术具有重要价值。 展开更多

关键词 常导电磁吸引型磁悬浮列车 长定子直线同步电机 硬件在环 实时仿真平台 RT-LAB

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磁悬浮列车在双端供电模式下的无速度传感器控制 被引量：13

9

作者 孙鹏琨 葛琼璇 +1 位作者 王晓新 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期4249-4256,共8页

磁悬浮列车实现稳定运行的核心技术在于如何准确获取列车的速度、位置和电机角度信息。针对磁悬浮列车在高速运行时采用并联供电的特殊模式,将交流电机的扩展反电动势原理推广到长定子直线同步电机的控制中,建立长定子直线同步电机供电... 磁悬浮列车实现稳定运行的核心技术在于如何准确获取列车的速度、位置和电机角度信息。针对磁悬浮列车在高速运行时采用并联供电的特殊模式,将交流电机的扩展反电动势原理推广到长定子直线同步电机的控制中,建立长定子直线同步电机供电系统的数学模型;借鉴旋转电机的扩展反电动势原理,设计磁浮列车的扩展反电动势观测器;采用锁相环的方法得到磁悬浮列车的速度以及转子角度。在半实物仿真平台上验证了该无速度传感器控制策略的有效性。 展开更多

关键词 磁悬浮列车 长定子直线同步电机 无速度传感器 扩展反电动势 双端供电

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常导型高速磁浮列车电磁系统参数优化设计 被引量：3

10

作者 薄凯 陈俊全 +2 位作者 王东 王钰 余锡文 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期49-57,共9页

常导型高速磁浮列车采用悬浮电磁铁与长定子轨道构成的直线同步电机驱动,以效率高、可控性好、集成化程度高等优势成为目前唯一投入商业运营的高速磁浮方案,在中长距离的超高速、高速轨道交通领域拥有巨大发展潜力。随着应用和运营的不... 常导型高速磁浮列车采用悬浮电磁铁与长定子轨道构成的直线同步电机驱动,以效率高、可控性好、集成化程度高等优势成为目前唯一投入商业运营的高速磁浮方案,在中长距离的超高速、高速轨道交通领域拥有巨大发展潜力。随着应用和运营的不断加深,开展常导型高速磁浮电磁系统的精细化建模与新材料应用分析对进一步提升性能具有重要意义。本文围绕常导型高速磁浮列车悬浮电磁铁的动态电磁特性,通过有限元仿真了动态电磁过程,研究了不同电工软磁材料对悬浮力和浮重比的影响,通过正交试验设计方法确定了影响浮重比的关键参数,并提出了最优的结构参数;最后对优化前后的电磁特性进行了对比分析。研究结果表明:通过优化悬浮电磁铁铁心截面几何参数结合更换高端取向硅钢,可实现减重61.57 kg,浮重比可提升约16%。本研究所得结论对常导型高速磁浮列车电磁系统升级换代具有重要意义。 展开更多

关键词 长定子直线同步电机 磁浮列车 磁密分布 软磁材料 浮重比 正交实验设计

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基于滑模观测器的高速磁浮无传感器控制 被引量：2

11

作者 孙鹏琨 葛琼璇 +1 位作者 张波 吕晓美 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期22-29,共8页

常导电磁吸引型磁悬浮列车在高速运行时采用双端供电的供电模式。针对磁悬浮列车采用双端并联供电的特殊模式,设计了基于滑模观测器的无传感器控制策略。本文首先建立了在双端供电模式下长定子直线同步电机的数学模型,并根据给定电流与... 常导电磁吸引型磁悬浮列车在高速运行时采用双端供电的供电模式。针对磁悬浮列车采用双端并联供电的特殊模式,设计了基于滑模观测器的无传感器控制策略。本文首先建立了在双端供电模式下长定子直线同步电机的数学模型,并根据给定电流与反馈电流间的误差设计了滑模观测器,然后由该误差来重构电机的扩展反电势。最后通过正交锁相环技术,提取扩展反电势中的转子位置信息,实现无传感器控制。在Simulink中搭建了仿真模型,并通过半实物仿真平台进行验证,仿真结果证明该控制策略是有效可行的。 展开更多

关键词 磁悬浮列车 长定子直线同步电机 双端供电 滑模观测器 扩展反电势

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600 km/h高速磁浮牵引系统的配置及其关键参数的选择 被引量：1

12

作者 林滢 秦峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第8期110-113,共4页

目的:目前上海磁浮列车示范运营线设计的最高运行速度为505 km/h,为适应600 km/h的高速运行,须对既有常导高速磁浮牵引系统的配置进行分析和优化设计。方法:站在牵引供电系统的角度,从直线电机稳态数学模型出发,在不改变直线电机基本结... 目的:目前上海磁浮列车示范运营线设计的最高运行速度为505 km/h,为适应600 km/h的高速运行,须对既有常导高速磁浮牵引系统的配置进行分析和优化设计。方法:站在牵引供电系统的角度,从直线电机稳态数学模型出发,在不改变直线电机基本结构和参数的前提下,提出了600 km/h高速磁浮牵引系统的优化方向:提高变流器的输出电压及容量,以及适当缩短牵引分区和定子段长度。基于以往工程可行性研究,对既有磁浮系统中牵引供电系统的相关边界条件进行了分析,认为馈电电缆和定子电缆限制了既有电机的输入电压和电流,而列车长度和定子开关站的数量又限制了定子段的长度,进一步明确了600 km/高速磁浮牵引系统关键参数的选取原则,并给出了建议的参数。以一条平直轨道的线路为例设计了牵引系统,并以此为基础进行了牵引仿真计算。结果及结论:对于5节编组的常导高速磁浮列车,适当缩短分区长度至20 km,定子段长度至800 m,采用32 MVA的变流器,则列车可在加速运行35 km后达到600 km/h的运行速度。 展开更多

关键词 600 km/h高速磁浮 牵引系统配置优化 长定子直线同步电机

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中速磁浮列车试验线地面牵引系统 被引量：3

13

作者 查小菲 刘曰锋 +1 位作者 张丽 潘龙玉 《电气工程学报》 2018年第5期40-44,共5页

新型中速磁浮列车采用基于Halbach磁体的长定子永磁直线同步电机牵引系统，具有能耗低、爬坡能力强及转弯半径小等优点。在时速150～250km的交通系统中具有广阔的应用前景。本文主要介绍中速磁浮列车试验线牵引系统研制肢试验情况，包... 新型中速磁浮列车采用基于Halbach磁体的长定子永磁直线同步电机牵引系统，具有能耗低、爬坡能力强及转弯半径小等优点。在时速150～250km的交通系统中具有广阔的应用前景。本文主要介绍中速磁浮列车试验线牵引系统研制肢试验情况，包括中速磁浮列车结构特点、地面牵引系统原理及组成、试验线测试结果等。 展开更多

关键词 中速磁浮列车 地面牵引系统 HALBACH磁体 长定子永磁直线同步电机

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