高温超导旋转磁场电动式磁悬浮系统研究

目前的磁悬浮列车有电磁式和电动式两类，电磁式可以实现车辆静止悬浮，但悬浮控制复杂；电动式的控制比较简单，但一般只能在车辆运动时产生悬浮。近年来，为实现车辆静止的电动磁悬浮，出现了永磁磁轮式和高频线圈式磁悬浮。但是，永磁磁轮式需要高速机械旋转，有机械损耗和陀螺仪效应；高频线圈式需要的电流频率很高，因此损耗很大，受频率限制难以采用高温超导线圈。本项目提出一种新结构、新原理的电动式磁悬浮方案，即采用车载轴向磁通旋转磁场与地面非铁磁感应板相互作用产生的推斥力实现电动式磁悬浮。由于在产生同样悬浮力情况下，旋转磁场所需电流频率相对高频线圈磁悬浮较低，所以拟采用高温超导带材制成盘形感应电机绕组，以提高励磁电流、降低电损耗。该系统没有机械损耗、噪音低、安全性好。本项目拟对该新型磁悬浮系统的电磁机理、结构原理、算法模型与控制方法进行理论研究与试验，为进一步开展应用研究提供理论依据。

本项针对现有电动式磁悬浮存在的一些问题，提出一种新结构、新原理的电动式磁悬浮方案，即采用车载轴向磁通旋转磁场与地面非铁磁感应板相互作用产生的推斥力实现电动式磁悬浮。由于在产生同样悬浮力情况下，旋转磁场所需电流频率相对高频线圈磁悬浮较低，所以采用高温超导带材制成盘形感应电机绕组，以提高励磁电流、降低电损耗。该系统没有机械损耗、噪音低、安全性好。本项目对该新型磁悬浮系统的电磁机理、结构原理、算法模型与控制方法进行了理论研究。同时，通过对高温超导电机的相关实验，验证了理论的正确性与本方案的可行性，为进一步开展应用研究提供了理论依据。已完成SCI检索论文5篇（三篇已发表，两篇已录用）、EI检索14篇，获得国家发明专利授权一项、受理一项。