矩形永磁体三维空间力场分布的研究.pdf

北京工业大学
硕士学位论文
矩形永磁体三维空间力场分布研究
姓名:李润石
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:李晓阳
20080501
摘要随着永磁悬浮列车系统的发展,掌握和认识相互作用的矩形永磁体之间的力和理论研究方面,针对矩形永磁体的静磁问题,选择解析方法推导磁体空间磁场作用的理论模型,对磁体空间三维力场进行详尽的数学推导。利用数值仿真计算的方法,得到磁偶极子模型中力和力偶的变化规律,仔细分析可以得到力和力偶的性状永磁体或永磁机构的磁场研究提供方法借鉴及基础性实验数据;为永磁体的实际关键词永磁体;力场分布;解析计算力偶规律显得越来越重要。本文围绕矩形永磁体的空间力场分布问题,进行了系列理论研究、基础实验研究及数值模拟研究。表达式。基于磁场磁荷观点和磁偶极子理论,建立两组任意多个磁偶极子之间相互质,并且分析了参数“磁偶极子组械ジ龃排技又涞木嗬对于数值模型的影响,以及娜≈捣段А分析两块相斥的矩形永磁体作用力的实验,得到了永磁体受到的力和力偶的变化规律和性质。与理论分析进行比较,从定性和定量两个方面进行比对。对理论模型进行修订,加入修正参数和修正函数,利用实验标定的方法求得了修正参数和修正函数,进一步重新改写了理论公式。本文推导出的矩形永磁体空间力场解析式可准确表达任意尺寸,任意位置两块相斥的矩形永磁体相互作用时三维力场分布形态,与大量实验数据结合,为复杂形工程应用和磁轨磁场的控制提供理论依据。北京丁业大学妒垦宦畚
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签名:垒翘丕日期:签名:查溷丕日期:唑:尘:主芝堡:』幻独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。导师签名:究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀课题背景上,是当今世界最快的地面客运交通工具,有速度快、爬坡能力强、能耗低、运了电磁悬浮原理,并于年申请了磁悬浮列车的专利。进入年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展德国和日本长期的坚持使得二者在磁悬浮列车的研究方面均取得了令世人瞩目科院电工所等单位对磁悬浮列车的悬浮、导向、推进等关键技术的基础性研究,已对磁悬浮技术有了一定认识,初步掌握了磁悬浮稳定悬浮的控制技术俊6计生产的轻型吊轨磁悬浮验证车.‘‘中华号”首度正式亮相。该车采用了中国所拥有的完全自主知识产权的磁动机技术,最高运行速度ɡ铮痙薄现有的磁悬浮列车技术分为常导型、超导型、永磁型三大类。常导型也称常为代表,它是通过车载普通直流电磁铁直流励磁产生对轨道的吸力将列车悬起,依靠电磁场进行悬浮和推进,悬浮的气隙较小,一般为毫米左右。场斓的原理产生电动斥力将车体悬浮;气隙较大,一般为撩鬃笥摇自二十世纪下半叶以来,磁悬浮列车的技术问题已成为热点。磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它利用磁的基本原理将车厢悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道,时速可达到ɡ镆行时噪音小、安全舒适、不燃油,污染少等优点【Γ灰陨系挠诺闶沟么判×车技术成为解决城市交通问题的新的突破口。磁悬浮技术的研究源于德国,早在年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出的需要,世界上各个发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。其中,的研究成果,都已建成磁悬浮列车试验线【】。中国对磁悬浮列车的研究起步较晚,目前还处于发展阶段。经过中国铁道科学研究院、西南交大、国防科大、中中国大连永磁悬浮课题组从年开始立项研究永磁补偿悬浮技术,历经潜心钻研,更是取得了一系列令人鼓舞的原始创新技术。中国上海已于年建成世界第一条磁浮列车商业运营线,连接市区和浦东机场,全程公里只需种樱罡呤彼俑叽/月日,中国首辆采用永磁技术设导磁吸型或者常导电势吸式悬浮浚缘鹿咚俪5即鸥×谐拖低车挠诺闶切×Φ拇笮∈侵鞫刂频模胄谐邓俣任薰兀屎系退磁悬浮列车,也适合高速磁悬浮列车。超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型或者超导电动悬浮¨,以日本为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场,列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用,利用车载超导体排斥外磁
永磁体悬浮研究现状在眉睫。第三,大连的试验成果——大连永磁悬浮课题组永磁补偿式悬浮技术的拖低车呐懦饬τ胄谐