铁芯高度对悬浮电磁铁性能影响研究.12.025铁芯高度对悬浮电磁铁性能影响研究范屹立，罗世辉，张敏，马卫华(西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都)摘要：中低速磁浮车辆曲线通过时，悬浮电磁铁线圈电流将会增大，此过程极易导致铁芯出现磁饱和，造成铁芯应力集中和悬浮导向能力不足。针对此问题，利用建立考虑PID控制器的新型磁浮多体动力学模型进行仿真分析；基于动力学仿真结果，首先根据简化二维磁路模型对磁密和电磁力进行理论推导，再利用有限元软件ANSYS进行电磁仿真分析，就铁芯高度对悬浮导向性能的影响进行研究。研究结果表明：电磁铁额定电流为30A时，为了保证磁密合理，铁芯高度应该大于40mm；并且通过调整铁芯高度，磁极浮重比可以达到14，大大提高悬浮能力。对于新型磁浮，为了同时保证悬浮能力和导向能力，铁芯高度宜大于47mm，相对第1代磁浮悬浮电磁铁可以减重20%。关键词：铁芯高度；理论分析；磁密分布；浮重比；仿真中图分类号：U237文献标志码：A文章编号：16727029(2022)12310208Researchontheinfluenceofcoreheightonperfor−−−manceofsuspensionelectromagnetFANYili,LUOShihui,ZHANGMin,MAWeihua(StateKeyLaboratoryofTractionPower,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,China)Abstract:Whenthemedium-and-lowmaglevpassesthecurve,theincreaseofthecoilcurrentoftheelectromagnetcaneasilyleadtothemagneticsaturationofthecore，whichwillresultinthestressconcentrationofthecoreandtheinsufficiencyoftheabilityofsuspensionandguidance.Inordertosolvethisproblem,anewmulti-bodydynamicmodelofnewtypemaglevconsideringPIDcontrollerwasestablishedbyforsimulationanalysis.Basedonthedynamicssimulationresults,themagneticdensityandelectromagneticforcewerededucedtheoreticallyaccordingtothesimplifiedtwo-dimensionalmagneticcircuitmodel,andthentheelectromagneticsimulationanalysiswascarriedoutbytheANSYStostudytheinfluenceofcoreheightonthelevitationandguidanceperformance.Theresultsshowthatwhentheratedcurrentis30A,inordertoensureareasonabledistributionofmagneticdensity,theheightoftheironcoreshouldbegreaterthan40mm.Byadjustingthecoreheight,theratioofbuoyancy-weightcanreach14,whichgreatlyimprovesthesuspensionability.ForthenewtypeofMaglev,inordertoensurebothlevitationandguidanceability,thecoreheightshouldbegreaterthan47mm,andtheweightcanbereducedby20%comparedwiththeelectromagnetofFirst-GenerationMaglev.Keywords:coreheight;theoreticalanalysis;flu某densitydistribution;buoyancy-weightratio;simulation收稿日期：20220314−−基金项目：国家自然科学基金资助项目()；四川省重点研发项目(2022GZ0054)通信作者：马卫华(1979)−，男，山东滕州人，研究员，博士，从事机车及重载列车动力学、磁浮列车悬浮架设计及常导列车动力学研究；E−mail：mwh@swjtu.edu.cn第12期范屹立，等：铁芯高度对悬浮电磁铁性能影响研究中低速磁浮因其运行平稳舒适，噪声小，振动3103化提出建议。小，无磨耗，环境保护和运行维护成本方面都具有明显的优势，已经受到了越来越多城市的青睐[1−2]。1新型中低速磁浮介绍国内外学者就此进行了大量研究，早期以基础理论研究为主，尹力明等[3]基于理论分析,给出了电磁铁最优设计的原则和整体设计的计算步骤及方法；1.1悬浮架结构如图1所示，一个悬浮架由2个悬浮模块组成，在此基础上，陈贵荣等[4]对电磁铁设计的主要公式悬浮模块之间用一套抗侧滚梁连接，二系悬挂采用进行了详细的推导，同时对气隙磁密、磁铁长度和空簧中置的布置方式。新型磁浮采用互相解耦的6气隙大小等主要参数的选择进行了分析。由于理论模块编组，取消了传统的迫导向机构。就整车而言，分析存在一定的局限性，为了进一步满足工程应用第1和3位悬浮架与车体固接，第2位悬浮架通过需求，后续的研究主要基于有限元法开展。针对悬直线轴承连接车体，保证横向的自由度，提高曲线浮电磁铁的磁场...