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混合磁体直线同步电机系统采用永磁材料加电磁绕组的混合方式励磁,用高磁能积的永磁体产生的吸引力可以平衡部分甚至全部的列车负载载荷,使得悬浮时励磁电流大为减少、励磁损耗显著降低、发热情况大为改善。
论文利用磁场分层模型理论,对用于磁浮列车的混合磁体直线同步电机系统悬浮力和牵引力及其相互关系进行深入分析。认为混合励磁磁场和电枢铁心间的吸引力为悬浮力的支配部分,电枢磁场和磁体轭部之间产生的吸引悬浮力很小,可忽略不计。励磁磁场和电枢磁场间相互作用的法向分量产生吸引、或是排斥的悬浮力,切向分量产生牵引力或制动力,其性质均由负荷角确定。当控制定子d轴电流为0时,两个磁场间的相互作用法向分量为0,由此可以最大程度减小牵引对悬浮的影响。通常牵引控制是在悬浮基本稳定后实施的,正常悬浮时流过悬浮磁极励磁线圈的电流较小且基本稳定,同时可在水平方向上设置位置、速度闭环控制来补偿悬浮对牵引的影响,从而实现了悬浮力与牵引力的解耦控制。
混合系统的悬浮驱动实验分为三部分:首先对原有的悬浮系统的电气和机械结构部分进行了完善和改进,对涡流传感器的温漂现象进行了补偿,实现了悬浮小车软起浮、软着落的稳定悬浮;对矢量控制进行了理论分析,并采用一种新型的SVPWM快速算法,编写了基于DSP的矢量控制程序,实现了位置、速度的精确控制。将实现的悬浮控制和驱动控制结合起来,实现了悬浮驱动的联合控制,实验中取得了令人满意的效果。