磁悬浮列车用直线电机推进系统发展综述
宋 凯 宋亦旭 程树康(哈尔滨工业大学150001)
摘 要 在综述了磁悬浮列车用直线电机推进系统的发展现状基础上,分析总结了各类推进系统的特点。
叙 词 磁悬浮直线电动机综述
1 引 言
目前地面交通运输主要以公路和铁路交通为主,虽然公路与铁路的运输费用较低,但随着社会的发展,其快捷性越来越赶不上时代的步伐,丽在这两大地面运输系统中,只有在铁路运输系统中能够进一涉提高运输的快捷性。在地面运输系统中由于粘着力和其它机械上的原因,当速度大于2 50km/h时,选用旋转运动的电动机是不理想的。磁悬浮列车速度可以达到或超过5ookm/h,噪声与振动比常轨铁路车辆,****牵引力不受轮轨间粘着条件的限制,能耗量也比飞机明显减少。据文献报道,磁悬浮列车每个座位的投资是飞机的1/3。由于这些优点,从事磁悬浮列车研究的德、日专家宣称:“21世纪的理想交通工具是磁悬浮列车”、“磁悬浮列车可以取代轮轨系统的铁路列车”。
磁悬浮列车是以电力为动力能源的,因此对解决石油能源危机、保护地球环境是十分有益的。正因如此,目前世界上许多发达国家都在开发、研制高速磁悬列车。70年代以后有轨交通的重大成果就是由欧、美和日本相继开始研究和试制的常导型(ems)和超导型(eds)磁悬浮列车。在取得一系列研究和实验成果后,1990年日本开始建造速度为500km/h、长48. 2km的超导磁悬浮列车线路。德国则在2005年可以建成柏林与汉堡之间284km的常导型磁悬列车正式运营线路,其速度为420ktn/h。英国早在80年代中就已建成从伯明翰机场到市区的低速常导型磁悬浮列车实用线路。此外法国、美囤、加拿大等国也在这方面进行了众多项目的研制和开发。前不久,日本研制的高速磁悬浮列车,在试验阶段已创出磁悬浮列车的****速度517km/h。2磁悬浮列车用直线电机推进系统的发展及分析。
2.1直线感应电动机的发展现状及分析
1905年有两入分别建议用直线感应电动机作为火车的推进机构。一位是英国的h. wilson[1]建议把许多初级短段嵌入轨道,在需要时就接上电源。另一位是德国的a.zehden[2]建议把许多初级装在车上,把片状次级轨条装在轨道上,a. zehden的想法正是目前一些国家正在进行大规模试验的几种直线电动机的先驱。这个想法之所以直到半个世纪以后才得到普遍采用,主要是因为其它形式的推进装置在速度、加速度和可靠性方面已能够满足当时的有限要求。从1995年到60年代中期,直线感应电动机的****进展是用于飞机投掷起飞装置。该种电动机的结构很像图1所示的原始的直线电动机,只是次级加长了。它利用电刷进行集流,电刷都在次级侧边的槽中运行。电动机功率达735. 499kw,逮度可达362km/h以上。一架4536kg重的喷气飞机在162m的行程内从静止状态加速到188km/h只需要4.2s。但由于建造成本太高,该系统最终被放弃了。但在50年代英国曼彻斯特大学的e.r. laithwaite和他的同事就直线感应电动机所进行的一系列实险使人们重新恢复了对这方面的兴趣。此后在直线感应电动机用于推进和运输方面取得了相当大的进展。
直线感应电动机是由一个定子(即初级)和一个转子(即次级)组成。各方面的考察表明,若以直线电动机作为牵引之用,****把初级装在车上,让轨道本身作为次级。参考文献[8]较详细地论述了轨道设计和经济成本。参考文献[9]提出一种如图2所示的电磁双边的轨道设计方案;在参考文献[8]中提出了几种电单边而磁双边的直线电动机的选择方案,其中之一示于图3中。
基于效率和力平衡的考虑,电磁双边直线电动机是****提出 |