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高温超导磁悬浮系统扰动特性研究

作　者: 秦黎
导　师: 赵勇；赵立峰
学　校: 西南交通大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 高温超导悬浮机械扰动交变磁场位移波动
分类号: TM26
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要

高温超导磁悬浮系统中由于高温超导体的磁通钉扎作用,无需控制就能实现自稳定悬浮,使其在高温超导磁悬浮轴承、飞轮储能系统、磁悬浮列车方面都有广阔的应用前景。系统在运行的过程中,会受到道路不平整、磁场分布不均匀、或是其它的自然因素引发的干扰,系统的悬浮性能将会受到一定的影响。本文基于单块的高温超导—永磁悬浮系统,使用实验方法对系统受到外界干扰下的响应进行了研究。分别使用机械型扰动与交变磁场扰动对外部干扰源进行了模拟,分析了这两种扰动下悬浮永磁体的位移波动特性。在机械型干扰下,低频时永磁体的位移响应曲线频率与输入信号频率相同,当振动幅值较小时,响应曲线与输入信号曲线波形基本一致,随着输入信号幅值增大,永磁体振动幅度增大,且曲线出现明显差异。增加永磁体磁场可以减小其在机械扰动下的振动幅度。当分别给永磁体施加1倍与2倍荷载后,与未加荷载时相比,永磁体的振动曲线相位发生改变,均与输入信号的相位相反。随着振动频率的增加,响应曲线变得复杂。实验发现,高频信号激励时,在系统阻尼的作用下,外部干扰的能量将会被耗散,系统会重新达到平衡状态,且永磁体的荷载越大,系统回到平衡状态的时间越短。当外界干扰为交变磁场时,永磁体的位移将会随交变磁场的波动而波动,波动频率与交变磁场一致,波动曲线与磁场也相似,位移曲线波动幅值与交变磁场大小成正比例关系。同时对不同荷载下交变磁场的影响进行了分析。基于Bean临界态模型,对引起位移波动的悬浮力进行了简单的计算,验证了实验的可行性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第1章绪论  9-23
  1.1 高温超导磁悬浮系统  9-17
    1.1.1 高温超导材料  9-13
    1.1.2 超导磁悬浮原理  13-15
    1.1.3 高温超导悬浮系统应用  15-17
  1.2 论文研究现状  17-22
    1.2.1 准静态研究  18-19
    1.2.2 动态特性研究  19-22
  1.3 论文主要研究内容  22-23
第2章实验测试装置及方法  23-30
  2.1 实验装置  23-28
  2.2 实验测试样品  28
  2.3 实验测试方法  28-30
第3章机械型激励下系统响应  30-41
  3.1 悬浮力磁滞特性  30-31
  3.2 低频响应特性  31-36
    3.2.1 不同振幅下响应特性  31-35
    3.2.2 不同磁场下系统响应  35-36
  3.3 不同荷载下系统响应  36-41
第4章磁场扰动下系统响应  41-52
  4.1 低频扰动磁场下系统响应  41-45
  4.2 交变磁场幅值对系统影响  45-47
  4.3 不同荷载下交变磁场对系统影响  47-48
  4.4 悬浮力波动估算  48-52
工作总结及展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-60
攻读硕士期间发表的论文和科研成果  60

高温超导磁悬浮系统扰动特性研究

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