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一、 学科内涵

  电磁悬浮就是利用电磁力平衡物体所受的其它作用力,从而使物体与其他物体处于无接触状态;电磁悬浮有常导电磁吸力悬浮EMS和超导电动斥力悬浮EDS两大典型,前者通过对电磁铁电磁吸力的控制来实现稳定悬浮,后者则是利用超导磁体与轨道导体间相对运动产生的电动斥力来实现悬浮。超导工程就是超导材料的无阻性和抗磁性的应用工程,其中最为重要的应用就是超导磁悬浮。电磁悬浮与超导工程在此有了新的学科交叉点,有了特定的研究对象和研究内容,传统的电气工程、材料工程和控制工程学科已不能完全涵盖的其研究内容,就此产生了新的二级学科 “电磁悬浮与超导工程”。

作为一门二级学科,“电磁悬浮与超导工程”主要以电磁悬浮原理、磁浮列车、磁浮轴承、超导电缆、超导电机、超导变压器、超导储能和磁浮飞轮储能等为研究对象,相关理论与技术包括电磁场理论、超导材料、超导电工学、电力电子技术,电力传动技术、直线驱动技术、电力系统理论、控制理论、车辆动力学和转子动力学等。“电磁悬浮与超导工程”是一门多学科交叉的特色学科,相关学科有物理、材料、机械、电气、控制和计算机等诸多学科,既研究复杂电磁机械系统的非线性问题,又研究多学科交叉的关联问题,是一门可能萌发出更多新学科生长点的学科。

二、 研究内容

1、电磁悬浮理论与技术

1) 电磁吸力悬浮理论与技术:控制电磁铁吸力实现的稳定悬浮,包括常导电磁吸力悬浮、永磁混合吸力悬浮、超导常导混合吸力悬浮等;

2) 电动斥力悬浮理论与技术:得用移动磁场与非磁性导体间的电动斥力实现的悬浮,包括永磁电动悬浮与超导电动悬浮等;

3) 新型电磁悬浮理论与技术:研究依赖于超导材料的抗磁及钉扎特性的实现的吸力或斥力悬浮,研究由电路谐振原理实现的自稳电磁悬浮,探索和开发其他可能的新型电磁悬浮原理与技术。

2、磁浮列车车辆系统

1) 车辆系统集成技术:主要研究磁浮列车车辆参数、悬浮架参数、轨距和轨形参数、悬浮导向系统方案和控制策略、车辆驱动方案及其控制模式、车载电网拓扑结构、车辆运行控制模式等的相互关联与匹配技术。

2) 车辆走行机构方案:磁浮车辆是机电高度一体化的系统,其悬浮、导向、驱动与合理的走行机械系统协调才能发挥应有的作用。

3) 车辆悬浮导向方案:磁浮列车的悬浮导向方案是车辆的核心。电磁吸力型磁浮列车,多点悬浮导向系统的解耦是重点;电动斥力型磁浮列车,磁体的结构与安装布置是关键;利用超导体的钉扎特性实现悬浮的磁浮列车,永磁轨道的结构及车载超导磁体的布置方案是要点。

4) 超高速真空管道磁浮列车系统:有关研究集中在:超高速超导磁浮列车系统的安全及控制技术,超高速超导磁浮列车的驱动技术,超高速超导磁浮车的车辆及磁导轨技术,超高速超导磁浮车悬浮与导向的冗余结构以及纠偏技术,超高速条件下超导磁浮车的动力学研究。

3、磁浮列车线性驱动

主要包括短定子直线感应电机优化、短定子直线感应电机法向力控制策略、短定子直线驱动控制模式、长定子直线同步电机与悬浮磁场及发电磁场的耦合、长定子直线同步电机的

同步控制与无速度传感器控制。

4、磁浮列车运行控制

磁浮列车运行控制系统是磁浮列车安全、高速、高效运行的保证,由于中低速磁浮列车与高速磁浮列车特点有所不同,研究包括两方面:中低速磁浮列车运行控制系统和高速磁浮列车运行控制系统。

5、磁浮交通系统动力学

磁浮交通系统是土、机、电、控耦合一体大系统,系统动力学问题主要是建立磁浮列车-轨道梁-桥墩-地基基础耦合动力学仿真模型,对不同轨道结构体系、地基、基础条件下的振动动力学特性进行研究。

 

 

 
 
 
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