机械工程学报

作者：黄欢, 李海涛, 祝翰林, 程言行, 邓自刚, 郑珺

单位：1. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031;2. 西南交通大学电气工程学院 成都 610031

关键词：超导电动磁浮,傅里叶级数,跑道形磁体,时域电磁力,刚度特性；

基金：国家自然科学基金(52375132)和四川省科技厅(2022JDTD0011)资助项目。

超导电动磁浮具有悬浮间隙大、自稳定等优势，是目前唯一实现时速600 km载人运行的地面运载工具，更是高速轨道交通的重要发展方向之一。模型采用超导电动磁浮MLX01悬浮架的基本结构，基于傅里叶级数法建立车载跑道形线圈的空间磁场分布半解析模型，在该模型基础上，计算悬浮架的电磁性能及刚度特性。该模型建立在三维坐标系下，在跑道形磁体外区域采用标量磁位拉普拉斯方程，并利用区域之间的边界条件得到谐波系数；采用数值计算得到车载磁体空间磁场分布；随后，结合动态电路模型及能量法，计算车辆在不同运行条件下的时域电磁力，通过与有限元和试验结果相比较，验证了该模型的准确性。最后，分析超导电动磁浮的单个悬浮架的电磁力及其刚度特性；探究速度和位置对横、垂向及旋转刚度的影响规律，分析变化趋势的原因并给出拟合表达式。该半解析模型充分考虑车载超导磁体的包含厚度和宽度的跑道形结构及悬浮架之间的极距，表达悬浮架多个车载磁体的空间磁场分布；该模型和分析方法可用于含跑道形线圈的直线电机等系统的电磁分析，刚度拟合表达式可用于超导电动磁浮车辆动力学性能分析，为车辆紧固件和支撑的机械结构设计提供参考。

来源：2025年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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