[发明专利]超导磁悬浮直线电机动子磁体全拟真地面动态试验装置

说明书

本发明涉及高速磁悬浮交通技术领域，公开了一种超导磁悬浮直线电机动子磁体全拟真地面动态试验装置，包括用于模拟推进线圈谐波磁场的推进线圈谐波发生器、用于模拟悬浮线圈谐波磁场的第一和第二零磁通线圈谐波发生器、第一安装台、第一可调幅值频率交流电源、第二可调幅值频率交流电源、第三可调幅值频率交流电源、测试超导磁体、第二安装台及垂向位移调节单元，推进线圈谐波发生器包括与真实地面推进线圈中心线等高的矩形线圈；第一和第二零磁通线圈谐波发生器包括与真实地面悬浮线圈中心线等高的上下线圈反接且对称的8字线圈；超导磁体设置在第二安装台上，第二安装台设置在垂向位移调节单元上，调节垂向位移调节单元使超导磁体在垂向运动。

技术领域

本发明涉及高速磁悬浮交通技术领域，尤其涉及一种超导磁悬浮直线电机动子磁体全拟真地面动态试验装置。

背景技术

超导电动悬浮系统具有浮阻比高、悬浮导向自稳定、悬浮间隙大等优点，由空心线圈定子和超导磁体组成的超导直线电机推进系统具有效率高、功率因数高等优点，在高速、超高速列车中具有越来越广泛的应用。超导磁体运行过程中的振动、生热等动态响应是超导磁悬浮直线电机研究的主要内容之一。

超导磁体在高速悬浮运行中受到悬浮推进定子复杂的交变谐波磁场，例如60°相带的零磁通悬浮线圈会在超导磁体中产生极距为超导磁体极距1/5和1/3、频率为动子运动频率6倍的交变行波磁场，120°相带的单层推进线圈会在超导磁体中产生极距为超导磁体极距1/2、频率为动子运动频率3倍的交变行波磁场，这些复杂的合成交变磁场使超导磁体产生振动与发热，对超导磁体稳定性造成极大影响。但研究超导磁体在真实交变磁场中的动态性能一般需要长距离试验线作为支撑，成本高且无法应用于超导磁体的长期耐久性测试。

目前多通过将定、动子置于某一特定位置并加载恒定直流电进行堵转试验以模拟超导磁体受到的极限稳态电磁载荷，但该装置功能单一，无法进行动态试验，尤其无法应用于真实运行过程中超导磁体和定子的振动和损耗等动态测试。

通过对传统堵转试验台定子线圈施加交流电源可以在超导磁体上产生动态磁场，但其激发的磁场极距与超导磁体极距相同，与实际运行过程中所受的交变磁场差别很大，所反映的磁体振动、损耗情况差别也很大，无法真实体现超导磁体全速域运行中振动受力和损耗发热状态。

综上所述，现有磁悬浮电磁推进系统地面实验装置主要集中于地面堵转试验台和对堵转试验台上真实定子通入交流电的定子模组振动试验台，尚无能够完全还原地面悬浮、推进装置对超导磁体全速域运行中所受到的真实动态磁场的地面试验装置。

发明内容

本发明提供了一种超导磁悬浮直线电机动子磁体全拟真地面动态试验装置，能够解决现有技术中的技术问题。

本发明提供了一种超导磁悬浮直线电机动子磁体全拟真地面动态试验装置，其中，该装置包括用于模拟推进线圈谐波磁场的推进线圈谐波发生器、用于模拟悬浮线圈谐波磁场的第一零磁通线圈谐波发生器和第二零磁通线圈谐波发生器、第一安装台、第一可调幅值频率交流电源、第二可调幅值频率交流电源、第三可调幅值频率交流电源、测试超导磁体、第二安装台以及垂向位移调节单元，其中，

所述推进线圈谐波发生器包括与真实地面推进线圈中心线等高的矩形线圈；

所述第一零磁通线圈谐波发生器和所述第二零磁通线圈谐波发生器包括与真实地面悬浮线圈中心线等高的上下线圈反接且对称的8字线圈；

所述推进线圈谐波发生器、所述第一零磁通线圈谐波发生器和所述第二零磁通线圈谐波发生器设置在所述第一安装台上，所述第一可调幅值频率交流电源用于为所述第一零磁通线圈谐波发生器供电，所述第二可调幅值频率交流电源用于为所述第二零磁通线圈谐波发生器供电，所述第三可调幅值频率交流电源用于为所述推进线圈谐波发生器供电，所述测试超导磁体设置在所述第二安装台上，所述第二安装台设置在所述垂向位移调节单元上，通过调节所述垂向位移调节单元使所述测试超导磁体在垂向运动。